DE60025499T2 - Kupplungsanordnung für elektrischen schaltapparat mit grosser druckschliessfeder - Google Patents

Kupplungsanordnung für elektrischen schaltapparat mit grosser druckschliessfeder Download PDF

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J. William Cranberry Twp. JONES
E. Alfred Sun City West MAIER
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung, wie beispielsweise Schutzvorrichtungen und Schutzschalter, die in elektrischen Leistungsverteilungsschaltungen verwendet werden, die große Ströme führen. Insbesondere bezieht sie sich auf eine solche Vorrichtung, die eine große Druckfeder zum Verschluss verwendet, und auf eine Kupplungsanordnung zur Steuerung der Abgabe von Energie in der Verschlussfeder. Siehe dazu beispielsweise US-A-5931290.
  • Hintergrundinformationen
  • Eine elektrische Schaltvorrichtung zum Öffnen und Schließen von elektrischen Leistungsschaltungen verwendet typischerweise eine Energiespeichervorrichtung in Form von einer oder mehreren großen Federn, um die Kontakte der Vorrichtung bei den großen Strömen zu schließen, die in solchen Schaltungen gezogen werden können. Eine solche elektrische Schaltvorrichtung weist Leistungsschaltungsunterbrecher und Netzwerkschutzeinrichtungen auf, die einen Schutz vorsehen, und elektrische Schalter, die verwendet werden, um Teile der Schaltung zu erregen und zu entregen, oder um zwischen alternativen Leistungsquellen umzuschalten. Diese Vorrichtungen weisen auch eine Öffnungsfeder oder Öffnungsfedern auf, die schnell die Kontakte trennen, um den Strom zu unterbrechen, der in die Leistungsschaltung fließt. Wie gezeigt, können die Verschlussfeder und/oder die Öffnungsfeder eine einzige Feder oder mehrere Federn sein, und es sollten beide Möglichkeiten in Betracht gezogen werden, auch wenn im folgenden zur Bequemlichkeit die Einzahl verwendet wird. Die Öffnungsfeder wird während des Schließens durch die Verschlussfeder geladen bzw. gespannt, die daher ausreichend Energie speichern muss, um sowohl die mechanischen als auch die magnetischen Kräfte zum Schließen zu überwinden, genauso wie zum Laden bzw. Spannen der Öffnungsfedern. Darüber hinaus muss die Verschlussfeder ausreichend Energie haben, um bei mindestens 15 mal den Nenn-Strom zu schließen und zu verriegeln.
  • Sowohl Zugfedern als auch Druckfedern sind verwendet worden, um ausreichend Energie zu speichern, um die Kontakte zu schließen, und um die Öffnungsfeder zu spannen. Die Zugfedern sind leichter zu steuern, jedoch können die Druckfedern mehr Energie speichern. In jedem Fall ist ein robuster Betätigungsmechanismus erforderlich, um die Feder zu befestigen und das Spannen und Entspannen der Feder zu steuern. Der Betätigungsmechanismus weist typischerweise einen manuellen Handgriff auf, und er ist oft ein Elektromotor, um die Verschlussfeder zu spannen. Er weist auch einen Verriegelungsmechanismus auf, um die Verschlussfeder in dem gespannten Zustand zu verriegeln, einen Lösemechanismus, um die gespeicherte Energie in der Verschlussfeder abzugeben, und eine Anordnung, beispielsweise eine Polwelle, um die abgegebene Energie in die sich bewegende Leiteranordnung abzugeben, die die sich bewegenden Kontakte des Schalters trägt. Weil die Verschlussfeder ausgelegt ist, um bei 15 mal dem Nenn-Strom zu funktionieren, ist es möglich, dass die Feder genügend Energie abgeben wird, um die Nockenwelle übermäßig stark zu drehen, wenn sie bei einem moderaten Strom schließt. Wenn die Nocke zu stark gedreht wird, wird eine kleine Energiemenge zurück in die Feder übertragen. An diesem Punkt wird Energie in der Feder bewirken, dass die Nockenwelle sich umkehrt und zurück über die Position mit geschlossenem Kontakt läuft. Wenn dies geschieht, beginnt die Unterbrecherkontakte, wieder zu öffnen, was einen Schaden durch Lichtbogenbildung verursachen kann. Die Nocke kann weiter drehen und sich entgegengesetzt drehen, bis ein Gleichgewicht erreicht wird.
  • Somit gibt es Raum zur Verbesserung bei einer elektrischen Schaltvorrichtung der obigen Bauarten und insbesondere bei dem Betätigungsmechanismus, der die Entladung der Verschlussfeder steuert.
  • Insbesondere besteht eine Notwendigkeit für eine einfache Ein-Weg-Kupplungsanordnung für den Betätigungsmechanismus einer solchen Vor richtung, der eine umgekehrte Drehung folgend auf die Entladung bzw. Energieabgabe der Verschlussfeder verhindert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Notwendigkeiten und andere werden durch die Erfindung erfüllt, die auf eine elektrische Schaltanordnung gerichtet ist, die eine einfache Einweg-Wickelfederkupplungsanordnung bzw. Schraubenfederkupplungsanordnung aufweist. Die Kupplungsanordnung weist eine Wickelfeder- bzw. Spiralfederkupplung auf, die gestattet, dass der Betätigungsmechanismus in der beabsichtigten Richtung dreht, die jedoch eine entgegengesetzte Drehung verhindern wird.
  • Das Nockenglied, welches einen Teil des Betätigungsmechanismus bildet, hat eine Lade- bzw. Spannnocke, die mit der Verschlussfeder gekoppelt ist, und eine Antriebsnocke, die mit einem Träger gekoppelt ist, an dem die bewegbaren Kontakte der Vorrichtung befestigt sind. Die Spannnocke hat ein Spannprofil, welches konfiguriert ist, um Energie in der Verschlussfeder durch das Aufbringen eines Drehmomentes zu speichern, welches durch Spannmittel während eines ersten Teils der Winkeldrehung des Nockengliedes aufgebracht wird. Ein Verschlussprofil an der Spannnocke ist konfiguriert, um das Nockenglied zu drehen und den Träger zu einer geschlossenen Position zu betätigen, und zwar durch Abgabe der Energie, die in der Verschlussfeder während des zweiten Teils der Winkeldrehung des Nockengliedes gespeichert wurde. Dieses Verschlussprofil der Spannnocke ist für eine gesteuerte Abgabe der Energie konfiguriert, die in der Verschlussfeder gespeichert ist. Vorzugsweise ist das Verschlussprofil der Spannnocke für eine gesteuerte Abgabe von ungefähr 50 % und vorzugsweise zwischen ungefähr 50 und 60 % der Energie konfiguriert, die in der Verschlussfeder vor dem Verschluss der trennbaren Kontakte gespeichert ist.
  • Die Enden der Nockenwelle stehen durch die Seitenplatten vor. Ein Ende der Nockenwelle geht durch einen kreisförmigen Bund, der an der Seiten platte befestigt ist. Ein Rotor ist an der Nocke angebracht, und zwar mit dem gleichen Durchmesser wie der Bund, und ist direkt benachbart zum Bund. Eine Schraubenfeder mit einem Innendurchmesser, der geringfügig kleiner als der Bund und der Rotor ist, ist über sowohl dem Bund als auch dem Abstandsring angeordnet. Ein Gehäuse ist über der Feder angeordnet. Weil die Feder einen kleineren Durchmesser hat als der Bund und der Rotor, wirkt die Feder auf den Bund und den Rotor mit einer radialen Kraft. Die Feder ist auf der Nocke angeordnet, so dass wenn die Nocke sich in der richtigen Richtung dreht, die Feder abgewickelt wird und dazu tendiert, sich auszudehnen. Wenn die Feder sich ausdehnt, wird die radiale Kraft verringert, und die Nocke kann nahezu frei drehen. Wenn sie sich in der ordnungsgemäßen Richtung dreht, sieht die Feder ein Rutschmoment von ungefähr 15 Inchpfund vor. Obwohl das Abwickeln der Feder dazu tendiert, die Feder vom Bund und vom Rotor herunterzudrücken, wird die Feder auf dem Bund und auf dem Rotor durch das Gehäuse gehalten. Wenn im Gegensatz dazu sich die Nocke entgegengesetzt dreht, tendiert die Feder dazu, sich enger zusammenzuziehen, was bewirkt, dass die Feder sich auf dem Bund und dem Rotor zusammenzieht, was die Radialkraft vergrößert. Dies hat ein umgekehrtes Drehmoment von ungefähr 2000 Inchpfund zur Folge. Aufgrund des umgekehrten Drehmomentes wird eine entgegengesetzte Drehung der Nocke nahezu eliminiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein vollständiges Verständnis der Erfindung kann durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele gewonnen werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen die Figuren folgendes darstellen:
  • 1 eine isometrische Explosionsansicht eines Leistungsschaltungsunterbrechers mit niedriger Spannung und hohem Strom gemäß der Erfindung.
  • 2 einen vertikalen Schnitt durch einen Pol des Schaltungsunterbrechers der 1, gezeigt, wenn die Kontakte sich während des Öffnens trennen.
  • 3 eine isometrische Explosionsansicht einer Käfiganordnung, die einen Teil des Betätigungsmechanismus der Schaltung bildet.
  • 4 eine isometrische Explosionsansicht, die eine Anordnung des Betätigungsmechanismus veranschaulicht.
  • 5 eine vertikale Teilschnittansicht durch einen zusammengebauten Betätigungsmechanismus, aufgenommen durch die Kipphebelanordnung.
  • 6 eine isometrische Ansicht, die die Befestigung der Verschlussfeder veranschaulicht, die einen Teil des Betätigungsmechanismus bildet.
  • 7 eine Seitenansicht einer Nockenanordnung, die einen Teil des Betätigungsmechanismus bildet.
  • 8 eine Ansicht, die die Beziehung der Hauptkomponenten des Betätigungsmechanismus veranschaulicht, und zwar gezeigt während die Kontakte offen sind und die Verschlussfeder ungespannt ist.
  • 9 eine Ansicht ähnlich der 8, die gezeigt ist, wobei die Kontakte offen sind und die Verschlussfeder gespannt ist.
  • 10 eine Ansicht ähnlich der 8, die gezeigt ist, wobei die Kontakte geschlossen sind und die Verschlussfeder nicht gespannt ist.
  • 11 eine Ansicht ähnlich der 8, die gezeigt ist, wobei die Kontakte geschlossen sind und die Verschlussfeder gespannt ist.
  • 12 eine Explosionsansicht der Federkupplungsanordnung.
  • 13 eine Querschnittsansicht der Federkupplungsanordnung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Die Erfindung wird so beschrieben, dass sie auf einen Leistungsluftschaltungsunterbrecher angewandt wird, jedoch findet sie auch Anwendung bei anderen elektrischen Schaltvorrichtungen zum Öffnen und zum Schließen von elektrischen Leistungsschaltungen. Beispielsweise findet sie Anwendung bei Schaltern, die eine Trennung für Leistungsversorgungsschaltungen und Transferschaltungen vorsieht, die verwendet werden, um alternative Leistungsquellen für ein Verteilungssystem auszuwählen. Der hauptsächliche Unterschied zwischen dem Leistungsschaltungsunterbrecher und diesen verschiedenen Schaltern ist, dass der Schaltungsunterbrecher einen Auslösemechanismus hat, der einen Überstromschutz vorsieht. Die Erfindung könnte auch auf Netzwerkschutzvorrichtungen angewandt werden, die einen Schutz und eine Isolation für Verteilungsschaltungen in einem speziellen Gebiet vorsehen.
  • Diese Anmeldung bezieht sich auf US-A-6072136. Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Kupplungsmechanismus, um eine entgegengesetzte Drehung der Nocke in einem Leistungsluftunterbrecher nach der Entspannung der Verschlussfeder zu verhindern. US-A-6072136 sieht eine vollständige Beschreibung des Lade- bzw. Spannmechanismus genauso wie von verschiedenen anderen Komponenten des Schaltungsunterbrechers vor, die nicht für den Kupplungsmechanismus relevant sind.
  • Mit Bezug auf 1 hat der Leistungsluftschaltungsunterbrecher 1 der Erfindung ein Gehäuse 3, welches ein gegossenes vorderes Gehäuse 5 und ein hinteres Gehäuse 7 und eine Abdeckung 9 aufweist. Der beispielhafte Schaltungsunterbrecher 1 hat drei Pole 10, wobei die vorderen und hinteren Gehäuse 5, 7 drei Polkammern 11 bilden. Jeder Pol 10 hat eine Lichtbogenkammer 13, die durch eine ventilierte Lichtbogenkammerabdeckung 15 umschlossen wird.
  • Der Schaltungsunterbrecher 1 hat einen Betätigungsmechanismus 17, der am Vorderteil des vorderen Gehäuses 5 befestigt ist und von der Abdeckung 9 umschlossen wird. Der Betätigungsmechanismus 17 hat eine Stirnseitenplatte 19, die durch eine Öffnung 21 in der Abdeckung zugänglich ist. Der Betätigungsmechanismus 17 weist eine große Verschlussfeder 18 auf, die gespannt ist, um Energie zum Schließen des Schaltungsunterbrechers zu speichern. Die Stirnseitenplatte 19 hält einen Knopf 23, der zum Schließen zu drücken ist, der betätigt wird, um die Verschlussfeder zu entspannen, um den Schaltungsunterbrecher zu schließen, und einen Knopf 25, der zum Öffnen zu drücken ist, um den Schaltungsunterbrecher zu öffnen. Die Anzeigen 27 und 29 zeigen den Zustand der Verschlussfeder bzw. den geöffneten/geschlossenen Zustand der Kontakte an. Die Verschlussfeder 18 wird durch Betätigung des Spannhandgriffes 31 oder ferngesteuert durch einen (nicht gezeigten) Betätigungsmotor gespannt.
  • Der gemeinsame Betätigungsmechanismus 17 ist mit den einzelnen Polen durch eine Polwelle 33 mit einem Ansatz 35 für jeden Pol verbunden. Wie üblich weist der Schaltungsunterbrecher 1 eine elektronische Auslöseeinheit 37 auf, die in der Abdeckung 9 getragen wird, die den Betätigungsmechanismus 17 betätigt, um alle Pole 10 des Schaltungsunterbrechers durch eine Drehung der Polwelle 33 ansprechend auf vorbestimmte Charakteristiken des Stroms zu öffnen, der durch den Schaltungsunterbrecher fließt.
  • 2 ist ein vertikaler Querschnitt durch eine der Polkammern. Der Pol 10 weist einen Leistungsseitenleiter 39 auf, der aus dem hinteren Gehäuse 7 vorsteht, und zwar zur Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Quelle für elektrische Wechselstromleistung. Ein Lastleiter 41 steht auch aus dem hinteren Gehäuse 7 vor, und zwar zur Verbindung typischerweise mit den Leitern des (ebenfalls nicht gezeigten) Lastnetzwerkes.
  • Jeder Pol 10 weist auch ein Paar von Hauptkontakten 43 auf, die einen stationären Hauptkontakt 45 und einen bewegbaren Hauptkontakt 47 aufweisen. Der bewegbare Hauptkontakt 47 wird durch eine sich bewegende Leiteranordnung 49 getragen. Diese sich bewegende Leiteranordnung 49 weist eine Vielzahl von Kontaktfingern 51 auf, die in beabstandeter axialer Beziehung auf einem Schwenkstift 53 befestigt sind, der in einem Kontaktträger 55 befestigt ist. Der Kontaktträger 55 hat einen gegossenen Körper 57 und ein Paar von Schenkeln 59 (von denen nur einer gezeigt ist), und zwar mit Schwenkpunkten, die drehbar in dem Gehäuse 3 getragen werden.
  • Der Kontaktträger 55 wird um die Schwenkpunkte 61 durch den Antriebsmechanismus 17 gedreht, der einen Antriebsstift 63 aufweist, der in einem Querdurchlass 65 in dem Trägerkörper 57 durch einen Schlitz 67 aufgenommen ist, mit dem der Antriebsstift 63 durch flache Teile 69 drehfest verbunden ist. Der Antriebsstift 63 ist an einer Antriebsverbindung 71 befestigt, die in einer Nut 73 in dem Trägerkörper aufgenommen ist. Das andere Ende der Antriebsverbindung ist schwenkbar durch einen Stift 75 mit dem assoziierten Polarm 35 an der Polwelle 33 verbunden, und zwar in ähnlicher Weise verbunden mit den (nicht gezeigten) Trägern in den anderen Polen des Schaltungsunterbrechers. Die Polwelle 33 wird durch den Betätigungsmechanismus 17 gedreht.
  • Ein sich bewegender Hauptkontakt 47 ist an jedem der Kontaktfinger 51 an einem Punkt befestigt, der vom freien Ende des Fingers beabstandet ist. Der Teil des Kontaktfingers benachbart zum freien Ende bildet einen sich bewegenden Lichtbogenkontakt oder "Lichtbogenfinger" 77. Ein stationärer Lichtbogenkontakt 79 ist an der gegenüberliegenden Stirnseite eines integralen Lichtbogenkontaktes und Läufers 81 vorgesehen, der an dem Leistungsseitenleiter 39 montiert ist. Der stationäre Lichtbogenkontakt 79 und der Lichtbogenfinger 77 bilden zusammen ein Paar von Lichtbogenkontakten 83. Der integrale Lichtbogenkontakt und Läufer 81 erstreckt sich nach oben zu einem herkömmlichen Lichtbogenschacht 85, der in der Lichtbogenkammer 13 befestigt ist.
  • Die Kontaktfinger 51 sind im Uhrzeigersinn vorgespannt, wie in 2 gezeigt, und zwar auf dem Schwenkstift 53 des Trägers 55 durch ein Paar von Schraubendruckfedern 87, die in Ausnehmungen 89 in dem Trägerkörper 55 sitzen. Der Betätigungsmechanismus 17 dreht die Polwelle 33, die wiederum den Kontaktträger 55 im Uhrzeigersinn in eine (nicht gezeigte) geschlossene Position schwenkt, um die Hauptkontakte 43 zu schließen. Um die Kontakte zu öffnen, löst der Betätigungsmechanismus 17 die Polwelle 33, und die zusammengedrückten Federn 87 beschleunigen den Träger 55 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn in eine (nicht gezeigte) offene Position. Wenn der Träger im Uhrzeigersinn zur geschlossenen Position hin gedreht wird, berührt der Lichtbogenfinger 77 die stationären Lichtbogenkontakte 79 zuerst. Wenn der Träger sich weiter im Uhrzeigersinn bewegt, werden die Federn 87 zusammengedrückt, wenn die Kontaktfinger 51 sich um den Schwenkstift 53 drehen, bis die Hauptkontakte 43 schließen. Weiterhin hat eine Drehung im Uhrzeigersinn in die vollständig geschlossene Position (nicht gezeigt) eine Öffnung der Lichtbogenkontakte 83 zur Folge, während die Hauptkontakte 43 geschlossen bleiben. In dieser geschlossenen Position wird eine Schaltung vom Leistungsleiter 39 durch die geschlossenen Hauptkontakte 43, die Kontaktfinger 51, flexible Schanz bzw. Nebenschlüsse 91 und dem Lastleiter 41 geschlossen.
  • Um den Schaltungsunterbrecher 1 zu öffnen, gibt der Betätigungsmechanismus 17 die Polwelle 33 frei, so dass die zusammengedrückten Federn 87 den Träger 55 gegen den Uhrzeigersinn beschleunigen, wie in 2 gezeigt. Anfänglich, wenn der Träger 55 sich weg vom Leistungsleiter 39 bewegt, drehen sich die Kontaktfinger 51, so dass die Lichtbogenkontakte 83 schließen, während die Hauptkontakte 43 geschlossen bleiben. Wenn der Träger 55 sich weiter gegen den Uhrzeigersinn bewegt, öffnen die Hauptkontakte 43, und der gesamte Strom wird zu den Lichtbogenkontakten 83 übertragen, was der in 2 gezeigte Zustand ist. Wenn es einen ziemlich großen Strom gibt, der durch den Schaltungsunterbrecher geleitet wird, wie beispielsweise wenn der Schaltungsunterbrecher ansprechend auf einen Überstrom oder einen Kurzschluss auslöst, wird ein Lichtbogen zwischen den stationären Lichtbogenkontakten 79 und den bewegbaren Lichtbogenkontakten oder Lichtbogenfingern 77 geworfen, wenn diese Kontakte sich mit fortgesetzter Drehung gegen den Uhrzeigersinn des Trägers 55 trennen. Wenn die Hauptkontakte 43 sich schon getrennt haben, wird die Lichtbogenbildung auf die Lichtbogenkontakte 83 eingeschränkt, was die Lebensdauer der Hauptkontakte 43 einspart. Die elektromagnetischen Kräfte, die durch den Strom erzeugt werden, der in dem Lichtbogen gehalten wird, drücken den Lichtbogen nach außen zum Lichtbogenschacht 85, so dass das Ende des Lichtbogens am stationären Lichtbogenkontakt 79 sich dem integralen Lichtbogenkontakt und Läufer 81 hinauf und in den Lichtbogenschacht 85 bewegt. Zur gleichen Zeit bringt das schnelle Öffnen des Trägers 55 die Lichtbogenfinger 77 benachbart zum freien Ende der oberen Lichtbogenplatte 93, wie gestrichelt in 2 gezeigt, so dass der Lichtbogen sich von den Lichtbogenfingern 77 zur oberen Lichtbogenplatte 93 erstreckt und nach oben die obere Lichtbogenplatte hinauf in die Lichtbogenplatten 94 bewegt, die den Lichtbogen in kürzere Abschnitte aufbrechen, die dann ausgelöscht werden.
  • Der Betätigungsmechanismus 17 ist ein sich selbst tragendes Modul mit einem Käfig 95. Wie in 3 gezeigt, weist der Käfig 95 zwei Seitenplatten 97 auf, die identisch und austauschbar sind. Die Seitenplatten 97 werden in beabstandeter Beziehung durch vier langgestreckte Glieder 99 gehalten, die durch Abstandshalterhülsen 101 und Gewindestangen 103 und Muttern 105 gebildet werden, die die Seitenplatten 97 gegen die Abstandshalterhülsen 101 klemmen. Vier hauptsächliche Unteranordnungen und eine große Verschlussfeder 18 bilden den Leistungs- bzw. Antriebsteil des Betätigungsmechanismus 17. Die vier hauptsächlichen Unteranordnungen sind die Nockenanordnung 107, die Kipphebelanordnung 109, die Hauptverbindungsanordnung 111 und eine Verschlussfedertraganordnung 113. Alle diese Komponenten passen zwischen die zwei Seitenplatten 97. Mit Bezug auf die 3 und 4 weist die Nockenanordnung 107 eine Nockenwelle 115 auf, die in einer nicht zylindrischen Hülse 117 gelagert ist, und einen Federkupplungsbund 222 (siehe 12), die in entsprechenden nicht zylindrischen Öffnungen 119 in den Seitenplatten 97 sitzen. Die Hülse 117 hat einen Flansch 121, der an der inneren Stirnseite 123 der Seitenplatte 97 anliegt, und die Nockenwelle 115 hat Schultern 125, die sie zwischen der Hülse 117 und dem Bund 222 positionieren, so dass die Nockenwelle 115 und die Hülse 117 zwischen den Seitenplatten 97 ohne die Notwendigkeit von Befestigungsmitteln eingeschlossen sind. In ähnlicher Weise hat ein Kipphebelstift 127 der Schwenk- bzw. Kipphebelanordnung 109 Schultern 129, die ihn zwi schen den Seitenplatten einschließen, wie in den 35 zu sehen. Flache Teile 131 an dem Kipphebelstift 127 stehen mit ähnlichen flachen Teilen 133 in den Öffnungen 135 in den Seitenplatten 97 in Eingriff, um eine Drehung des Kipphebelstiftes zu verhindern. Die Nockenwelle 115 und der Kipphebelstift 127 bringen Stabilität zum Käfig 95 hinzu, der selbstausrichtend ist und keine spezielle Befestigung zur Ausrichtung der Teile während der Montage benötigt. Wenn die Hauptkomponenten "sandwichartig" zwischen den zwei Seitenplatten 97 aufgenommen sind, braucht der Hauptteil der Komponenten keine zusätzlichen Einrichtungen zur Unterstützung. Wie zu sehen sein wird, vereinfacht diese sandwichartige Konstruktion die Montage des Betätigungsmechanismus 17.
  • Die Verschlussfeder 18 ist eine übliche Schwerlast-Schraubendruckfeder mit rundem Draht mit geschlossenen bzw. angelegten und flach geschliffenen Windungen an beiden Enden. Eine Druckfeder wird wegen ihrer höheren Energiedichte anstelle einer Zugfeder verwendet. Die Verschlussschraubendruckfeder 18 wird auf eine sehr einzigartige Weise durch die Verschlussfedertraganordnung 113 getragen, um Spannungsanstiege und/oder Verwerfungen zu verhindern. Bei einer solchen Anwendung mit hoher Energie ist es wichtig, dass die Enden der Verschlussfeder 18 parallel gehalten werden, und dass sie gleichmäßig getragen werden, und dass die Feder seitlich am Platz gehalten wird. Wie insbesondere in den 4 und 6 und auch in den 811 veranschaulicht, wird dies erreicht durch Zusammendrücken der Verschlussschraubendruckfeder 18 zwischen einem U-Dübel 137, der sich frei drehen kann, und der auch die Kipphebelanordnung 109 an einem Ende antreiben kann, und durch eine nahezu quadratische Federscheibe oder Führungsplatte 139, die gegen einen Federanschlag oder einen Tragstift 141 schwenken kann, der sich zwischen den Seitenplatten 97 am anderen Ende erstreckt. Die Verschlussfeder 18 wird davon abgehalten, "zu wandern", da sie zwischen den zwei Seitenplatten 97 eingeschlossen ist und seitlich durch ein langgestrecktes Führungsglied 143 gehalten wird, welches sich durch die Mitte der Feder erstreckt, weiter durch die Federscheibe 139 und dem Querteil 145 des U-Bügels 137. Das langgestreckte Führungsglied 143 ist wiederum an einem Ende durch den Federanschlagstift 141 eingeschlossen, der sich durch eine Öffnung 147 erstreckt, und am anderen Ende durch einen Bügelstift 149, der sich durch die Schenkel 151 des U-Bügels 137 und einen langgestreckten Schlitz 153 in dem langgestreckten Glied erstreckt.
  • Die Schwenk- bzw. Kipphebelanordnung 109 weist einen Kipphebel 155 auf, der schwenkbar an dem Kipphebelstift 127 durch ein Paar von Rollenlagern 157 befestigt ist, die zwischen den Seitenplatten 97 eingeschlossen sind und in beabstandeter Beziehung durch eine Hülse 159 gehalten werden, wie am besten in 5 zu sehen. Der Kipphebel 155 hat eine Gabel 161 an einem Ende, die schwenkbar den Kipphebel 155 mit dem U-Bügel 137 durch den Bügelstift 149 verbindet. Ein Paar von Schenkeln 163 am anderen Ende des Kipphebels 155, die sich in einem stumpfen Winkel zur Gabel 161 erstrecken, bilden ein Paar von Rollengabeln, die Kipphebelrollen 165 tragen. Die Kipphebelrollen 165 sind schwenkbar an den Rollengabeln durch Stifte 167 befestigt. Die Stifte 167 haben Köpfe 169, die nach außen zu den Seitenplatten 97 weisen, so dass sie eingeschlossen sind und am Platz gehalten werden, und zwar ohne die Notwendigkeit von irgendwelchen Schnappringen oder anderen extra vorgesehenen Haltern. Wenn der Kipphebel 155 um den Kipphebelstift 127 schwenkt, dreht die Federscheibe 139 sich auf der Federtragwelle 141, so dass die Belastung auf der Verschlussfeder 18 gleichförmig bleibt, und zwar ungeachtet der Position des Kipphebels 155. Die Verschlussfeder 18, die Federscheibe 139 und der Federtragstift 141 sind die letzten Teile, die in einen endbearbeiteten Mechanismus 17 kommen, so dass die Verschlussfeder 18 ordnungsgemäß für die Anwendung bemessen sein kann.
  • Der U-Bügelstift 149 überträgt die gesamte Federbelastung und die Energie auf die Kipphebelgabel 161 auf dem Kipphebel 155. Die übergegangenen Belastungen auf dem Kipphebel 155 werden in den sich nicht drehenden Schwenk- bzw. Kipphebelstift 127 übertragen, und von dort in die zwei Sei tenplatten 97, während der Kipphebel 155 frei zur Drehung zwischen den Platten 97 bleibt.
  • Mit Bezug auf die 411 weist die Nockenanordnung 107 zusätzlich zur Nockenwelle 115 ein Nockenglied 171 auf. Das Nockenglied 171 weist eine Spannnocke 173 auf, die von einem Paar von Spannnockenplatten 173a, 173b geformt wird, die an der Nockenwelle 115 befestigt sind. Die Spannnockenplatten 173a, 173b überspannen eine Antriebsnocke 175, die durch ein zweites Paar von Nockenplatten 175a, 175b gebildet wird. Ein Nockenabstandshalter 177 stellt den Abstand zwischen den Antriebsnockenplatten 175a, 175b ein, während Abstandshalterhülsen 179 die Spannnockenplatten 173a, 173b von den Antriebsnockenplatten und von den Seitenplatten 97 trennen. Die Nockenplatten 173, 175 sind alle miteinander durch Nieten 181 befestigt, die sich durch Nietenabstandshalter 183 zwischen den Platten erstrecken. Eine Anschlagwalze 185 ist schwenkbar zwischen den Antriebsnockenplatten 175a und 175b montiert, und ein Rücksetzstift 187 erstreckt sich zwischen der Antriebsnockenplatte 175a und der Spannnockenplatte 173a. Die Nockenanordnung 107 ist ein 360°-Mechanismus, der die Verschlussfeder 18 zusammendrückt, um Energie während eines Teils der Drehung zu speichern, und der durch die Freigabe der in der Verschlussfeder 18 gespeicherten Energie während des Rests der Drehung gedreht wird. Dies wird erreicht durch einen Eingriff der Spannnockenplatten 173a, 173b mit den Kipphebelwalzen 165. Die Vorspannung der Verschlussfeder 18 hält die Kipphebelwalzen 165 in Eingriff mit den Spannnockenplatten 173a, 173b. Die Spannnocke 173 hat ein Nockenprofil 189 mit einem Spannteil 189a, der am Eingriffspunkt mit den Kipphebelwalzen 165 bezüglich des Durchmessers bei der Drehung des Nockengliedes 171 im Uhrzeigersinn zunimmt. Die Nockenwelle 115 und daher das Nockenglied 171 werden entweder manuell durch den Handgriff 31 oder durch einen (nicht gezeigten) Elektromotor gedreht. Der Spannteil 189a des Spannnockenprofils 189 wird so konfiguriert, dass ein im wesentlichen konstantes Drehmoment erforderlich ist, um die Verschlussfeder 18 zu komprimieren. Dies sieht ein besseres Gefühl für die manuelle Spannung vor und verringert die Größe des Motors, die für das automatische Spannen erforderlich ist, da das konstante Drehmoment unter dem Spitzendrehmoment ist, welches normalerweise erforderlich wäre, wenn die Feder sich dem vollständig zusammengedrückten Zustand nähert.
  • Das Nockenprofil 189 auf der Spannnocke 173 weist auch einen Verschlussteil 189b auf, der bezüglich des Durchmessers abnimmt, wenn die Spannnocke 173 sich gegen die Kipphebelwalzen 165 dreht, so dass die in der Verschlussfeder 18 gespeicherte Energie das Nockenglied 171 im Uhrzeigersinn antreibt, wenn der Mechanismus gelöst wird.
  • Die Antriebsnocke 175 des Nockengliedes 171 hat ein Nockenprofil 191, welches in gewissen Drehpositionen in Eingriff mit einer Antriebswalze 193 ist, die an einer Hauptverbindung 195 der Hauptverbindungsanordnung 111 durch einen Walzenstift 197 montiert ist. Das andere Ende der Hauptverbindung 195 ist schwenkbar mit einem Antriebsarm 199 an der Polwelle 33 durch einen Stift 201 verbunden. Diese Hauptverbindungsanordnung 111 ist mit der Antriebsnocke 175 gekoppelt, um den Schaltungsunterbrecher 1 durch einen Auslösemechanismus 203 zu schließen, der eine Schlagplatte 205 aufweist, die schwenkbar an einem Schlagplattenstift 207 montiert ist, der von den Seitenplatten 97 getragen wird, und gegen den Uhrzeigersinn durch eine Feder 219 vorgespannt ist. Eine gebogene Verbindung bzw. Bananenverbindung 209 ist schwenkbar an einem Ende einer Verlängerung des Walzenstiftes 197 der Hauptverbindungsanordnung angeschlossen, und das andere Ende ist schwenkbar mit einem Ende der Schlagplatte 205 verbunden. Das andere Ende der Schlagplatte 205 hat eine Verriegelungskante 211, die mit einer Auslöse-D-Welle 213 in Eingriff steht, wenn die Welle zu einer Verriegelungsposition gedreht ist. Wenn die Schlagplatte 205 verriegelt ist, hält die Bananenverbindung 209 die Antriebsrolle 193 in Eingriff mit der Antriebsnocke 175. Wenn im Betrieb die Auslöse-D-Welle 213 zu einer Auslöseposition gedreht wird, gleitet die Verriegelungskante 211 von der Auslöse-D-Welle 213 herunter, und die Schlagplatte 205 läuft durch eine Nut 215 in der Auslöse-D-Welle, was den Schwenkpunkt der Bananenverbindung 209 erneut positioniert, die mit der Schlagplatte 205 verbunden ist, und was gestattet, dass die Antriebswalze 193 unabhängig von der Antriebsnocke 175 schwimmt.
  • Die Abfolge des Spannens und des Entspannens der Verschlussfeder 18 kann mit Bezugnahme auf die 811 verstanden werden. Es sei bemerkt, dass es zwei Bedingungen für zwei Komponenten gibt; die Verschlussfeder 18, die gespannt oder nicht gespannt sein kann, und die Kontakte 43, die offen oder geschlossen sein können. Somit zeigen die 811 die vier Kombinationen dieser Bedingungen. D.h., in 8 sind die (nicht gezeigten) Kontakte 43 in der offenen Position, und die Verschlussfeder 18 ist nicht gespannt. In 9 ist die Verschlussfeder 18 gespannt, und die (nicht gezeigten) Kontakte 43 bleiben offen. In 10 ist die Verschlussfeder 18 entspannt worden, um die (nicht gezeigten) Kontakte 43 zu schließen. Schließlich bleiben in 11 die (nicht gezeigten) Kontakte 43 geschlossen, und die Verschlussfeder 18 ist gespannt worden. Die Federkupplungsanordnung 220, die unten beschrieben wird, verhindert eine entgegengesetzte Drehung der Nockenwelle 115 folgend auf die Entspannung der Verschlussfeder 18. Eine detaillierte Beschreibung der Abfolge zur Spannung der Verschlussfeder 18, zum Schließen der Kontakte 43 und zum erneuten Spannen der Verschlussfeder 18 folgt.
  • In 8 ist der Mechanismus in der entspannten offenen Position gezeigt, d.h., die Verschlussfeder 18 ist entspannt und die Kontakte 43 sind offen. Es ist zu sehen, dass das Nockenglied 171 so positioniert ist, dass die Spannnocke 173 ihren kleinsten Radius in Kontakt mit den Kipphebelwalzen 165 hat. Somit wird der Kipphebel 155 zu einer Position vollständig gegen den Uhrzeigersinn gedreht, und die Verschlussfeder 18 ist auf ihrer maximalen Ausdehnung. Es ist auch zu sehen, dass der Auslösemechanismus 203 nicht verriegelt ist, so dass die Antriebsrolle 193 schwimmt, obwohl sie an der Antriebsnocke 175 ruht. Wenn die Nockenwelle 115 im Uhrzeigersinn manuell durch den Handgriff 31 oder durch einen Betrieb eines (nicht gezeigten) Spannungsmotors gedreht wird, kommt der Spannteil 189a des Spannprofils an der Spannnocke, die progressiv bezüglich des Durchmessers zunimmt, in Eingriff mit der Kipphebelwalze 165 und dreht den Kipphebel 155 im Uhrzeigersinn, um die Feder 18 zusammenzudrücken. Wie erwähnt, wird die Konfiguration dieses Spannteils 189a des Profils so ausgewählt, dass ein konstantes Drehmoment erforderlich ist, um die Feder 18 zusammenzudrücken. Während dieser Spannung der Verschlussfeder 18 ist die Antriebswalze 193 in Kontakt mit einem Teil des Antriebsnockenprofils 191, welches einen konstanten Radius hat, so dass die Antriebswalze 193 weiter schwimmt.
  • Wenn man sich nun zu 9 bewegt, fällt die Antriebswalze 193 vom Antriebsnockenprofil 191 in eine Ausnehmung 217, wenn die Verschlussfeder 18 vollständig gespannt wird. Dies gestattet, dass die Rücksetzfeder 219 die Schlagplatte 205 gegen den Uhrzeigersinn dreht, bis die Verriegelungskante 211 geringfügig über die Auslöse-D-Welle 213 läuft. Dies hebt den Schwenkpunkt der Bananenverbindung 209 auf der Schlagplatte 205, so dass die Antriebswalze 193 zu einer Position angehoben wird, wo sie unter der Nut 217 in der Antriebsnocke 175 ruht. Zu diesem Zeitpunkt erreichen die Kipphebelwalzen 165 einen Punkt gerade nach 170° der Drehung des Nockengliedes, wo sie in dem Verschlussteil 189b des Spannnockenprofils 189 eintreten. An diesem Teil 189b des Spannnockenprofils nimmt der Radius der Spannnocke 173, der in Kontakt mit den Kipphebelwalzen 165 ist, bezüglich des Radius mit der Drehung im Uhrzeigersinn des Nockengliedes 171 ab. Somit bringt die Verschlussfeder 18 eine Kraft auf, die dazu tendiert, die Drehung des Nockengliedes 171 im Uhrzeigersinn fortzusetzen. Jedoch steht eine Verschlussstütze (die in 9 nicht gezeigt ist), die ein Teil eines Verschlussstützenmechanismus ist, der vollständig in der Anmeldungsnummer 09/074240 beschrieben ist, mit der Anschlagwalze 185 in Eingriff und verhindert eine weitere Drehung des Nockengliedes 171. Somit bleibt die Verschlussfeder 18 vollständig gespannt, bereit, die Kontakte 43 des Schaltungsunterbrechers 1 zu schließen.
  • Die Kontakte 43 des Schaltungsunterbrechers 1 werden durch das Lösen der Verschlussstütze geschlossen. Während die Verschlussstütze außer Eingriff von der Anschlagwalze 185 ist, wird die Federenergie abgegeben, um schnell das Nockenglied 171 in die in 10 gezeigte Position zu drehen. Wenn das Nockenglied 171 sich dreht, kommt die Antriebswalze 193 in Eingriff mit dem Nockenprofil 191 der Antriebsnocke 175. Der Radius dieses Nockenprofils 191 steigt mit der Nockenwellendrehung, und da die Bananenverbindung 209 die Antriebswalze 193 in Kontakt mit dieser Oberfläche hält, wird die Polwelle 33 gedreht, um die Kontakte 43 zu schließen, wie in Verbindung mit 2 beschrieben. An diesem Punkt kommt die Verriegelungskante 211 mit der D-Verriegelung 213 in Eingriff, und die Kontakte werden geschlossen verriegelt. Wenn der Schaltungsunterbrecher an diesem Punkt durch eine Drehung der Auslöse-D-Welle 213 ausgelöst wird, so dass diese Verriegelungskante 211 außer Eingriff von der Auslöse-D-Welle 213 kommt, zieht die sehr große Kraft, die von den zusammengedrückten Kontaktfedern 87 (siehe 2) erzeugt wird, die durch die Hauptverbindung 195 ausgeübt wird, den Schwenkpunkt der Bananenverbindung bzw. gebogenen Verbindung 209 auf der Schlagplatte 205 im Uhrzeigersinn nach unten, wenn die Schlagplatte sich um den Schlagplattenstift 207 dreht (siehe 8) und die Antriebswalze 193 fällt frei auf die Antriebsnocke 175, was gestattet, dass die Polwelle 33 sich dreht und die Kontakte 43 sich öffnen. Wenn die Kontakte 43 offen sind und die Verschlussfeder 18 entspannt ist, wäre der Mechanismus wieder in dem Zustand, der in 8 gezeigt ist.
  • Wenn der Schaltungsunterbrecher geschlossen ist, ist typischerweise die Verschlussfeder 18 wieder gespannt, und zwar wiederum durch Drehung der Nockenwelle 115 entweder manuell oder elektrisch. Dies bewirkt, dass das Nockenglied 171 in die gleiche Position zurückkehrt, wie in 9, wobei jedoch der Auslösemechanismus 203 verriegelt ist, wobei die Bananenverbindung 209 in Eingriff mit der Antriebswalze 193 bleibt, wobei das Antriebsprofil 191 auf der Antriebsnocke 175 ist, wie in 11 gezeigt. Wenn der Schaltungsunterbrecher an diesem Punkt durch eine Drehung der Auslöse-D-Welle 213 ausgelöst wird, so dass die Schlagplatte 205 sich im Uhrzeiger sinn dreht, wird die Antriebswelle 193 nach unten in die Nut 217 in der Antriebsnocke 175 fallen und der Schaltungsunterbrecher wird öffnen.
  • Wie in den 12 und 13 gezeigt, ist eine Einweg-Wickelfeder- bzw. Schraubenfederkupplungsanordnung 220 um die Nockenwelle 115 herum angeordnet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Federkupplungsanordnung 220 um ein Ende der Nockenwelle 115 herum angeordnet, welches durch die Seitenplatte 97 vorsteht, jedoch kann die Federkupplung 220 an irgendeiner Stelle auf der Nockenwelle 115 angeordnet sein. Ein festes Glied 222, welches vorzugsweise als kreisförmiger Bund geformt ist, ist an der Platte 97 angebracht, die um eine nicht zylindrische Öffnung 119 in der Platte 97 angeordnet ist. Alternativ kann der Bund 222 mit einer nicht zylindrischen Hülse 117 integriert sein, die in der nicht zylindrischen Öffnung 119 in der Platte 97 angeordnet ist. Eine Scheibe 223 ist um die nicht zylindrische Öffnung 119 in der Platte 97 auf der Seite der Platte 97 gegenüberliegend zum Bund 222 angeordnet.
  • Der Bund 222 hat eine mittlere Öffnung 221, die gestattet, dass die Nockenwelle 115 dort hindurch läuft. Der Bund 222 hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei der äußere Teil des Bundes einen äußeren Ring 224 bildet, und wobei der innere Teil des Bundes einen inneren Ring 225 bildet. Die Außenfläche des inneren Rings 225 bildet eine Federlagerfläche 228 mit einem konstanten Durchmesser. Der äußere Ring 224 und der innere Ring 225 sind durch eine Basis 227 verbunden. Zwischen dem äußeren Ring 224 und dem inneren Ring 225 ist ein ringförmiger axial ausgerichteter Kanal 226. Senkrecht zu der Federlagerfläche 228 ist eine Rotorlagerfläche 230, die an dem unten beschriebenen Rotor 232 anliegt. Ein zylindrischer Rotor 232 ist durch einen Rotorstift 234 an der Nockenwelle 115 angebracht. Der Rotor 232 hat eine Bundlagerfläche 240, eine umlaufende Haltenut bzw. Halteringnut 238 und eine Federlagerfläche 236, die einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen ähnlich dem Außendurchmesser der Bundfederlagerfläche 228 ist. Der Rotor 232 ist auf der Nockenwelle 115 angeordnet, so dass die Bundlagerfläche 240 benachbart zu der Rotorlagerfläche 230 des Bundes ist. Wenn sie so angeordnet sind, sind sowohl die Bund- als auch die Rotorfederlagerflächen 228, 236 ausgerichtet. Eine Schraubenfeder 250 ist über sowohl der Bund- als auch über der Rotorfederlagerfläche 228, 236 angeordnet. Die Feder 250 hat einen Innendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Bund- und Rotorfederlagerflächen 228, 236. Somit packt oder greift die Feder 250 die Bund- und Rotorfederlagerflächen 228, 236 mit einer Radialkraft. Wenn sie um die Bundfederlagerfläche 228 herum positioniert ist, ist die Feder auch in dem ringförmigen Kanal 226 des Bundes zwischen dem äußeren Ring 224 und der Bundfederlagerfläche 228 angeordnet. Ein Gehäuse 252 ist über der Feder 250 angeordnet. Das Gehäuse 252 hat eine Öffnung, die gestattet, dass der Rotor 232 und das Ende der Nockenwelle 115 dort hindurch vorstehen. Das Gehäuse liegt an dem äußeren Ring 224 an und wird durch einen Haltering 254 am Platz gehalten, der in der Rotorhaltenut 238 angeordnet ist.
  • Weil die Feder 250 sowohl den stationären Bund 222 als auch den sich drehenden Rotor 232 ergreift, wird die Drehung der Nockenwelle 115 und des Rotors 232 bewirken, dass die Feder 250 sich entweder zusammenrollt oder entrollt. Die Feder 250 ist auf dem Bund 222 und dem Rotor 232 so orientiert, dass wenn die Nockenwelle 115 sich nach vorne dreht, die Feder 250 sich entspulen und erweitern wird. Wenn die Feder 250 sich erweitert, wird die Radialkraft gegen die Bund- und Rotorfederlagerflächen 228, 236 verringert, und die Nockenwelle 115 kann sich fast frei drehen. Wenn die Nockenwelle 115 sich in der richtigen Richtung dreht, sieht die Feder 250 ein Rutschdrehmoment von ungefähr 15 Inchpfund vor. Das Entspulen der Feder 250 tendiert dazu, die Feder 250 weg vom Bund 222 und vom Rotor 232 zu zwingen. Die Feder 250 wird auf dem Bund 222 und dem Rotor 232 durch Haltemittel gehalten. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Haltemittel das Gehäuse 252, jedoch können andere Mittel, wie beispielsweise der Haltering 254 ohne das Gehäuse, verwendet werden. Wenn im Gegensatz dazu die Nockenwelle 115 sich entgegengesetzt dreht, tendiert die Feder 250 dazu, sich enger aufzuwickeln, was bewirkt, dass die Feder 250 sich auf dem Bund 222 und dem Rotor 232 zusammenzieht. Wenn sich die Feder 250 zusammenzieht, steigt die radiale Kraft gegen die Bund- und Rotorfederlagerflächen 228, 236. Die schnelle Steigerung der radialen Kraft entwickelt ein umgekehrtes Drehmoment von ungefähr 2000 Inchpfund. Aufgrund des umgekehrten Drehmomentes wird die entgegengesetzte Drehung der Nockenwelle 115 nahezu eliminiert.
  • Während spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details im Lichte der gesamten Lehre der Offenbarung entwickelt werden könnten. Beispielsweise könnte der Fachmann die Federkupplungsanordnung so konfigurieren, dass der Bund zwischen den Seitenplatten befestigt ist, und dass die Nockenwelle in dem Bund angeordnet ist, jedoch nicht dort hindurchläuft. Entsprechend sollen die speziellen offenbarten Anordnungen nur veranschaulichend sein und sollen nicht den Umfang der Erfindung einschränken, dem die volle Breite der beigefügten Ansprüche gegeben wird.

Claims (12)

  1. Einweg-Kupplungsanordnung für eine elektrische Schaltvorrichtung (1) mit einer Verschlussfeder (18), die mit einer Nocke (107) gekoppelt ist, die an einer Nockenwelle (115) angeordnet ist, wobei die Verschlussfeder (18) eine Drehkraft für die Nockenwelle (115) in einer Vorwärts-Richtung vorsieht, gekennzeichnet durch eine Spiralfederkupplungsanordnung (220), die auf der Nockenwelle (115) angeordnet ist, die gestattet, dass die Nockenwelle (115) sich in der Vorwärts-Richtung dreht, die jedoch eine Drehung der Nockenwelle (115) in der entgegengesetzten Richtung verhindert.
  2. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Spiralfederkupplungsanordnung (220) Folgendes aufweist: ein festes Glied (222), das an der elektrischen Schaltvorrichtung (1) angebracht ist, das um die Nockenwelle (115) herum angeordnet ist; einen Rotor (232), der an der Nockenwelle (115) benachbart zu dem festen Glied (222) befestigt ist; und eine Schraubenfeder (250), die um das feste Glied (222) und den Rotor (232) herum gewickelt ist.
  3. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 2, wobei: die Schraubenfeder (250) einen Durchmesser hat und auf das feste Glied (222) und den Rotor (232) gewickelt ist, so dass wenn die Nockenwelle (115) in der Vorwärts-Richtung gedreht wird, die Schraubenfeder (250) sich abwickelt, wodurch der Durchmesser der Schraubenfeder (250) vergrößert wird, und dass, wenn die Nockenwelle (115) entgegengesetzt zur Vorwärts-Richtung gedreht wird, die Schraubenfeder (250) sich aufwickelt, wodurch das festgelegte Glied (222) und der Rotor (232) eingeschränkt bzw. eingeschlossen werden.
  4. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, wobei das feste Glied (222) eine Federlagerfläche (228) mit einem konstanten Durchmesser hat; wobei der Rotor (232) eine Federlagerfläche (236) mit einem konstanten Durchmesser hat, der im Wesentlichen der gleiche ist, wie der Durchmesser der Federlagerfläche (228) des festen Gliedes; und wobei der Durchmesser der Feder (250) kleiner ist als der Durchmesser der Federlagerfläche (228) des festen Gliedes und der Durchmesser der Federlagerfläche (236) des Rotors.
  5. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, wobei das feste Glied ein kreisförmiger Bund (222) ist; und wobei der Rotor (232) zylindrisch ist.
  6. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, wobei der Bund (222) eine mittlere Öffnung (221) hat; und wobei die Nockenwelle (115) durch die Öffnung (221) läuft.
  7. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, wobei der Bund (222) einen U-förmigen Querschnitt hat und einen äußeren Ring (226) und einen inneren Ring (225) hat, der eine Außenfläche hat, die durch eine Basis (227) verbunden sind, wodurch ein ringförmiger in Axialrichtung weisender Kanal (226) gebildet wird; wobei die Federlagerfläche (228) des Bundes die Außenfläche des inneren Rings (225) ist; und wobei die Schraubenfeder (250) in dem ringförmigen Kanal angeordnet ist.
  8. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 7, die weiter Federhaltermittel (256) aufweist.
  9. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die Federhaltermittel (256) aufweisen, dass der Rotor (232) eine umlaufende Halteringnut (238) besitzt; und wobei ein Haltering (256) in der Halteringnut (238) angeordnet ist.
  10. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die Federhaltemittel (254) weiter ein zylindrisches Gehäuse (252) aufweisen, das um die Schraubenfeder (250) herum angeordnet ist.
  11. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, wobei das Gehäuse (252) eine mittlere Öffnung dort hindurch besitzt; und wobei die Nockenwelle (115) und ein Teil des Rotors (232) durch die Gehäuseöffnung laufen.
  12. Einweg-Kupplungsanordnung nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse (252) durch einen Haltering (256) gehalten wird, der in der Halteringnut (238) angeordnet ist.
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