DE630695C - Einschaltgetriebe fuer einen elektromotorisch angetriebenen Schalter fuer elektrischeVerteilungsnetze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Schalter für elektrische Verteilungsnetze. An derartige Schalter wird die Aufgabe gestellt, daß sie auch beim Einschalten auf einen bestehenden Kurzschluß oder bei stark verminderter Netzspannung nicht hängenbleiben, sondern die begonnene Schaltung vollenden und in hohem Grade betriebsverläßlich sind, weil eine ständige Wartung dieser Schalter, welche im Netz verteilt, also etwa in den einzelnen Transformatorenstationen des Verteilungsnetzes, an den Speise- oder Abzweigpunkten untergebracht sind, nicht stattfindet. Da eine besondere Hilfsstromquelle für den Schalterantrieb bei Netzschaltern nicht in Frage kommt, sondern dieser an die Netzspannung angeschlossen werden muß, sind besondere Vorkehrungen erforderlich, um die Bedingungen der vollkommenen und pünktliehen Einschaltung bei allen vorkommenden Betriebsverhältnissen (insbesondere beim Einschalten auf Kurzschluß und bei stark verminderter Netzspannung) zu erfüllen.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck Schwungmassen zu verwenden, die unmittelbar mit dem Antriebsmotor verbunden sind und die überschüssige Energie zu Beginn des Einschaltvorganges aufspeichern, um sie gegen Ende des Einschaltvorganges wieder abzugeben und dadurch den Motor in der Überwindung des Kontaktdruckes zu unterstützen oder auch völlig zu ersetzen. Bei den bekannten Einschaltgetrieben wird jedoch das Schaltergestänge, auf das die Schwungmasse mittels einer lösbaren Kupplung einwirkt, mit der Schwungmasse erst nach Erreichen einer hohen Drehzahl gekuppelt, so daß starke Stöße auf das Schaltergestänge übertragen werden. Außerdem ist die Zeit, die während der Beschleunigung der Schwungmassen verstreicht, verschieden lang je nach der Ausgangsstellung, die die Kupplungsteile vor der Einschaltung zueinander einnehmen. Es wird aber gefordert, daß die Schalterantriebe sehr kurze Einschaltzeiten besitzen und diese stets genau einhalten. Deshalb ist vorgeschlagen" worden, bei Anwendung eines Zwischengetriebes, das mit dem Antriebsmotor über eine mit zusätzlicher Schwungmasse versehene Fliehkraftkupplung lösbar verbunden ist, das Zwischengetriebe während seiner Rückkehr in die Ausgangsstellung von der mit Schwungmasse ausgerüsteten Kupplungshälfte abzutrennen, so daß die Rückstellung des Zwischengetriebes unabhängig von der Auslaufbewegung des Motors und der Schwungmasse vor sich geht. Hierzu sind aber besondere Rückstellkräfte, z.B. Gewichts- oder Federkräfte, notwendig, die wiederum beim Einschalten erst noch mit überwunden werden

*/ Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Friedrich Fichtner in B erlin-Siemens Stadt.

müssen. Motor und Schwungmasse müssen dementsprechend größer sein. Außerdem wird' durch die Rückstellkräfte und durch das Übersetzungsgetriebe, das meist aus einer Schnecke mit Schneckenrad besteht und bei':' der vorgeschlagenen Anordnung zum Zwischengetriebe gehört, eine starke Reibung verursacht und so die genaue Wiederherstellung der Ausgangsstellung beeinträchtigt. ίο Unter Vermeidung der geschilderten Nachteile wird die gestellte Aufgabe, mit Hilfe eines Einschaltgetriebes gelöst, dessen Antriebsmotor unmittelbar mit einer Schwungmasse verbunden ist und mittels einer lösbaren Kupplung auf den Schalter einwirkt, indem nach der Erfindung Schwungmasse und Motor sofort bei dessen Einschaltung mit Hilfe eines sich nur über den Einschaltweg kraftschlüssig kuppelnden Übertragungsgliedes mit dem Schalter gekuppelt werden. Die Schwungmassen gewährleisten in allen vorkommenden Betriebsfällen ein kräftiges und schnelles Einschalten des Netzschalters, denn der Schalter benötigt bei dieser Einrichtung von der ersten Kontaktberührung an keine Energie mehr. Sie verhindern ein Hängenbleiben auch beim Einschalten auf Kurzschlüsse, wo die Spannung für den Motorantrieb unmittelbar nach der ersten Kontaktberührung zusammenbricht. Außerdem hat der Antrieb gegenüber Magnetantrieben den Vorzug, daß er vollkommen stoßfrei arbeitet, so daß die genaue Einstellung der Relais, die an derartigen Schaltern angebracht sind, nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.

Die Anwendung des an sich bei Schaltmotorantrieben bekannten, kraftschlüssig sich über den Einschaltweg kuppelnden Einschaltgetriebes in Verbindung mit Schwungmassen gestattet es, den Schaltmotor erfindungsgemäß durch das Übertragungsglied am Ende des Einschaltweges mittels eines Anschlages abzuschalten und den Nachlauf der Schwungmassen dazu zu benutzen, den Mitnehmer des Übertragungsgliedes in die Bereitschaftsstellung für die nächste Schaltung zu bringen. Der Antrieb hält infolgedessen seine kurze Einschaltzeit für die folgende Einschaltung genau ein. Man ist dadurch auch in der Lage, den Antrieb so zu bemessen, daß auch bei sehr stark gesunkener Netzspannung das nötige Einschaltmoment vorhanden ist, denn die Antriebsachse wird unabhängig davon, wie stark das jeweils vorhandene Einschaltmoment ist, nach vollzogener Einschaltung in der richtigen Bereitschaftsstellung stillgesetzt werden. Die Kupplung des mittleren Getriebeteiles mit dem Schwungmassenteil erfolgt über eine Kupplungseinrichtung mit geringem Leerlaufweg und wird durch einen elektromagnetisch gesteuerten, zugleich mit dem Einschalten des Motors unwirksam werdenden Anschlag am Ende des Nachlaufweges der Schwungmassen entkuppelt. Hierdurch ist eine genaue Einhaltung der Einschaltzeit erreicht.

/ ' In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

10 ist der Schalter, 11 die Schalterwelle. 12 ist der Schaltmotor. Die Drehung des Schaltmotors wird über das aus den drei Hauptteilen 13, 18, 14 und dem Freilaufgestänge 15 bestehende Schaltergetriebe auf die Schaltwelle 11 übertragen.

Der Teil 14 des Einschaltgetriebes besteht aus einem sichelförmigen Übertragungsglied, das um den Drehpunkt 28 drehbar gelagert ist und über den Einschaltweg mit der Mitnehmerrolle 19 in Eingriff¹ kommt. Seine Drehbewegung wird über die Welle 29 auf das Freilauf schloß 15 übertragen. Dieses besteht im wesentlichen aus einem Kniehebelgestänge. Der Auslöser schlägt in Richtung des Pfeiles 30 auf das Kniehebelgestänge, welches nach dem Durchschlagen die Drehung des Hebels 31 und somit der Schalterwelle 11 in der Ausschaltrichtung unter der Wirkung der Ausschaltfeder 32 zuläßt.

Der Teil 13 des Schaltergetriebes besteht aus Schnecke 16 mit Schneckenrad 17, Schnekkenwelle 20 und Schwungmasse 21. Der Mittelteil des Schaltergetriebes besteht aus der Scheibe 18, an der die Schaltrolle 19 und die Klinke 23 befestigt sind. Die Scheibe des Schneckenrades 17 ist an ihrem ganzen Umfang mit Rasten 22 ausgerüstet, in welche die an der Scheibe 18 auf dem Zapfen τ8_α drehbar gelagerte Klinke 23 eingreifen kann. Die Klinke 23 wird durch eine Druckfeder 25 in die Rasten 22 gedrückt, wodurch die Scheibe ioo 18 von dem Schneckenrad 17, welches sich in der Pfeilrichtung 24 dreht, mitgenommen wird. Sie besitzt einen langen Hebelarm 26, der mit einem Anschlag 2j zusammenarbeitet. Durch diesen Anschlag kann die Klinke 23 aus den Rasten ausgehoben werden.

Das Klinkwerk 23,26 stellt also eine zweite lösbare Kupplung dar. Sie liegt im Kraftübertragungsweg in Reihe mit der aus übertragungsglied 14 und Mitnehmerrolle bestehenden anderen lösbaren Kupplung und stellt die Verbindung zwischen dieser und der Schwungmasse her. Für die genaue Einstellung der Bereitschaftsstellung ist es vorteilhaft, wenn man nach der weiteren Erfindung den zwischen den beiden Kupplungen liegenden Getriebeteil 18 einschließlich der mit ihm ständig verbundenen Einzelteile 19, i8_a, 23, 25, 26 mit kleiner Schwungmasse ausstattet. ·

Der Anschlag 27 ist durch den Magnet 33 mit der Feder 34 gesteuert. Der Magnet 33 liegt ebenso wie der Motor 12 an der Netz-

phase ST. Er wird erregt, sobald der Motor unter Spannung gesetzt wird. Der Motor wird^durch den Schaltmagnet 35 eingeschaj-* tet, der von einem Kommandoschalter 36 gesteuert wird. 37 ist ein Unterbrechungskon-" takt für den Steuermagnet 35, der durch das auf den Anschlag 38 auf treffende Übertragungsglied 14 geöffnet wird, sobald der Schalter in die Nähe der Einschaltstellung gelangt.

Die Wirkungsweise des Antriebes ist folgende:

In der vollgezeichneten Stellung ist das Einschaltgetriebe in der Bereitschaftsstellung für eine Einschaltung. Wird nun der Kommandoschalter 36 geschlossen, so erhält der Motor 12 und der Magnet 33 über das Schütz 35 Strom. Durch den Magnet 33 wird daher der Anschlag 27 in die gestrichelt eingetragene Stellung gelüftet. Die Klinke 23 fällt in die erste Rast 22 der Scheibe 17 des Schnekkenrades ein und kuppelt den mittleren Getriebeteil 18 mit dem Teil 13. Infolgedessen wird die Einschaltrolle IQ durch den laufenden Motor nach links bewegt, kuppelt sich kraftschlüssig mit dem sichelförmigen Übertragungsglied 14 und bewegt die Schaltwelle 11 über das gestreckte Kniehebelgestänge 15 in die Einschaltstellung. Im Anfang der Bewegung ist die benötigte Einschaltkraft nur klein. Infolgedessen wird das Motordrehmoment zum großen Teil für das Aufladen der Schwungmassen 21 benutzt. Sobald sich der Schalter so weit bewegt hat, daß sich die Kontakte berühren, sind die Schwungmassen bereits aufgeladen, so daß von nun an die vollkommene Einschaltung auch bei stromlosem Motor aus der Energie der Schwungmassen heraus erfolgen kann. Nach vollständigem Kontaktschluß ist die Sichel 14 in der gestrichelten Lage angelangt, und das Kniehebelwerk 15 befindet sich ebenfalls in der gestrichelt eingezeichneten Stellung. Der Schalter ist geschlossen. Der Unterbrechungskontakt 37 wurde dabei durch Auftreffen des Übertragungsgliedes 14 auf den Anschlag 38 geöffnet und dadurch der Stromkreis des Motors über das Schütz 35 unterbrochen. Die auslaufenden Schwungmassen 21 bewegen nun die Teile 13 und 18 des Einschaltgetriebes weiter, ohne daß die Teile 14 und 15 mitgenommen werden. Sobald die Einschaltrolle 19 in die gezeichnete Bereitschaftsstellung gelangt, erfaßt der Anschlag 27, der durch die Feder 34 nach dem Unterbrechen des Motorstromes wieder in die vollgezeichnete Lage gezogen wurde, den Anschlaghebel 26 und hebt dadurch die Klinke 23 aus der Rast 22 aus. Die Schwungmassen können jetzt mit dem Schneckenrad 17 auslaufen, ohne daß die Scheibe 18 mitgenommen wird. Die Rolle 19 bleibt also in der genau voraus bestimmbaren Bereitschaftsstellung stehen, wodurch eine ganz bestimmte Einschaltzeit für die nächstfolgende Einschaltung gewährleistet ist. Infolge der Verteilung der Rasten über den ganzen Umfang der Scheibe 17 wird das Getriebe sogleich nach Abgabe des Einschaltbefehls gekuppelt, womit die Einschaltbewegung einsetzt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einschaltgetriebe für einen elektromotorisch angetriebenen Schalter für elekirische Verteilungsnetze, dessen Antriebsmotor unmittelbar mit einer Schwungmasse verbunden ist und mittels einer lösbaren Kupplung auf den Schalter einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß Schwungmasse und Motor sofort bei dessen Einschaltung mit Hilfe eines sich nur über den Einschaltweg kraftschlüssig kuppelnden Übertragungsgliedes (14) mit dem Schalter gekuppelt werden.

2. Einschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmotor durch das Übertragungsglied (14) am Ende des Einschaltweges mittels eines Anschlages (38) abgeschaltet und der Nachlauf der Schwungmasse dazu benutzt wird, den Mitnehmer (19) des Überträgungsgliedes (14) in die Bereitschaftsstellung für .die nächste Schaltung zu bringen.

3. Einschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Mitnehmer (19) des Übertragungsgliedes (14) tragende Teil (18) mit der Schwungmasse durch ein Klinkwerk (22, 23, 26) gekuppelt wird, das durch einen elektromagnetisch gesteuerten Anschlag (27) in der Bereitschäftslage verklinkt und entklinkt wird.

4. Einschaltgetriebe nach Anspruch 1 mit einer zweiten lösbaren Kupplung im Kraftübertragungsweg zwischen dem Übertragungsglied und der Schwungmasse, insbesondere mit einem Klinkwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Kupplungen (14, 19 bzw. 22, 23) liegende Getriebeteil (18) einschließlich der mit ihm ständig verbundenen Einzelteile (19; 23, 25, 26) eine kleine Schwungmasse hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen