DE632302C - Antrieb fuer elektrische Schalter mit Freiausloesung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb eines mit Freiauslösung versehenen elektrischen Schalters, bei dem es erforderlich ist, die Kontakte beim Öffnen des Schalters mit großer Geschwindigkeit zu trennen, also insbesondere Hochspannungsschalter, beispielsweise ölschalter. Derartige Schalter werden durch einen sich entladenden Kraftspeicher, der an dem Antriebsgestänge angreift, in die Ausschaltstellung gebracht. Bei den bekannten Schaltern dieser Art ist der Kraftspeicher unmittelbar mit dem Antriebsgestänge verbunden, und er wird bei der Einschaltbewegung des Antriebsgestänges geladen. Bei dieser Anordnung erhält also der Kraftspeicher seine größte Aufladung erst mit der endgültigen Beendigung der Einschaltbewegung. Diese Anordnung ist besonders dann nachteilig, wenn nach der ersten Berührung der Kontakte der bewegliche Kontakt noch weiterbewegt werden muß, beispielsweise um den Kontaktdruck zu erhöhen, oder bei Schaltern, bei denen eine große Berührungsfläche zwischen den Kontakten erforderlich ist. Wenn in dem von dem Schalter beherrschten Stromkreis in dem Augenblick, in dem die erste Berührung der Kontakte stattfindet, ein Zustand auftritt, der ein sofortiges Abschalten des Schalters erforderlich macht, beispielsweise ein Kurzschluß, so ist die Beschleunigung, die der Kraftspeicher dem beweglichen Kontakt erteilt, kleiner als bei vollständiger Einschaltung der Kontakte, da der Kraftspeicher noch nicht voll aufgeladen ist. Es besteht daher die Gefahr, daß infolge der langsamen Ausschaltbewegung eine starke Lichtbogenbildung auftritt, die zur Zerstörung des Schalters führen kann.

Es ist bekannt, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß der Kraftspeicher unabhängig von der Einschaltbewegung geladen wird, derart, daß er jederzeit bei der nachfolgenden Einschaltbewegung seine volle Leistung an das Antriebsgestänge abgeben kann. Nach dem Laden des Ausschaltkraftspeichers ist dieser bei bekannten Anordnungen bis zur Beendigung der Einschaltbewegung mit dem Schaltergestänge nicht kraftschlüssig verbunden. Wird daher innerhalb dieser Phase, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses, der Ausschaltkraftspeicher freigegeben, so übt er auf das Gestänge einen harten Schlag aus, wodurch leicht Bruch entstehen kann. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der im übrigen nicht im Antriebsgestänge liegende Ausschaltkraftspeicher mit dem Antriebsgestänge derart gekuppelt ist, daß er in jeder Phase der Einschaltbewegung kraftschlüssig und ohne Totgang in Richtung der Ausschaltbewegung auf

das Schaltergestänge des Hochleistungsschalters einwirkt. Bei einem bekannten, im Antriebsgestänge liegenden §chaltschloß wir-dj eine' am Schloß angeordnete Feder ebenfalls vor dem Einschalten gespannt.

macht und infolgedessen jederzeit kraftschlüssig im Sinne der Ausschaltbewegung ίο auf die Schloßteile wirken kann, dient aber lediglich zur Freigabe einer Verklinkung nach dem Auslösen des Schalters. Sie vermag hingegen keinesfalls die Ausschaltung eines größeren Schalters, z. B. eines Hochleistungsschalters, zu bewirken.

In den Zeichnungen- sind zwei Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Abb. 1 ist zunächst ein bekannter Schal ter gezeigt, dessen Ausschaltkraftspeicher unabhängig von der Einschaltbewegung geladen wird. Die Abb. 2 und 3 zeigen eine Kupplung gemäß der Erfindung zwischen dem Kraftspeicher und dem Antriebsgestänge in zwei verschiedenen Stellungen. Die Abb. 4 bis 6 stellen schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

In der Abb. 1 der bekannten Anordnung ißt mit ι die Schaltstange eines ölschalters bezeichnet, welche die bewegliche Kontaktbrücke 2 mit den Kontaktstiften 3 trägt. Die festen Kontakte sind innerhalb der Löschkammern 4 angeordnet, welche am unteren Ende der Isolatoren 5 .befestigt sind. Zur Bewegung der Schaltstange 1 dient ein Antriebsgestänge, welches eine in ihrer Längsrichtung bewegliche Antriebsstange 6, die bei 7 an einem Arm eines bei 9 gelagerten Winkelhebels 8 angreift, umfaßt. Das andere Ende des Winkelhebels ist bei 10 mit einer Stangen verbunden, die'bei 12 mit dem einen Ende eines bei 14 gelagerten Winkelhebels 13 verbunden ist. Das andere Ende des Winkelhebels 13 ist über eine Kupplungsstange 15 mit dem einen Ende des bei 17 ge- *5 lagerten Hebels 16 verbunden, dessen anderes Ende bei 18 mit der Mitte einer Kupplungsstange 19 verbunden ist, die einerseits mit der Schaltstange i, andererseits mit einem bei 22 gelagerten Schwenkarm 21 gekuppelt ist. Bei der Abwärtsbewegung der Antriebsstange 6 wird die Stange 1 senkrecht nach oben bewegt und der Ölschalter eingeschaltet, während bei der Aufwärtsbewegung der Antriebsstange 6 der Ölschalter ausgeschaltet wird. Zur Bewegung des ölschalters in die Ein- oder Ausschaltstellung sind zwei elektromotorische Antriebsvorrichtungen 23, 24, beispielsweise Elektromotoren, und ein Kraftspeieher, beispielsweise eine starke Druckfeder 25, vorgesehen. Es können selbstverständlich an Stelle der Motoren 23 und 24 andere Antriebsvorrichtungen, beispielsweise elektromagnetische oder hydraulische Antriebsvorrichtungen, .^vorgesehen sein,
i&g. Der Motor 23 dient nur dazu, Energie für

f|i Ausschaltbewegung des Schalters aufzu-,f^eichern, und zu diesem Zweck ist er über ^die Zentrifugalhebelanordnung 26, einem bei 28 gelagerten doppelarmigen Hebel 27 und die nachfolgend beschriebene Doppelkniehebelanordnung mit der Druckfeder 25 gekuppelt. Der Hebel 27 ist an seinem rechten Ende mit einer Kupplungsstange 27' verbunden, welche hinwieder mit dem Knickpunkt des Kniehebels 29-29' gekuppelt ist. Zur Steuerung des Kniehebels 29-29' ist ein zweiter Kniehebel 29'-3O vorgesehen. Der Teil 30 des zweiten Kniehebels ist bei 30' gelagert, und der Knickpunkt 55 dieses Kniehebels wird durch eine weiter unten beschriebene Auslösevorrichtung gesteuert. Ein bei 32 gelagerter Winkelhebel 31 ist mit dem Kniehebel 29-29' und bei 33 mit einem beweglichen Gegenlager 34 für die Druckfeder 25, die bei 35 ein festes Gegenlager besitzt, verbunden. Das bewegliche Gegenlager 34 endigt in einem Teil 36, der gegen einen entsprechenden Teil 37 an dem freien Ende der Antriebsstange 6 stößt.

Der Motor 24 dient dazu, die Schalt- g₀ stange 1 in die Einschaltstellung zu bringen. Zu diesem Zweck ist der Motor 24 in entsprechender Weise wie der Motor 23 mit der Druckfeder 25 über die Zentrifugalhebelanordnung 38, den Hebel 39, die Kupplungsstange 39', den Kniehebel 40-40' und den Winkelhebel 42 mit der Antriebsstange 6 am Teil 45 verbunden. Der Kniehebel 40-40' bildet ebenfalls einen Teil einer Doppelkniehebelanordnung, welche den zweiten Kniehebel 4o'-4i umfaßt. Die Kniehebel, welche die Motoren mit der Druckfeder bzw. mit der Antriebsstange 6 verbinden, werden durch eine gemeinsame Auslösevorrichtung gesteuert, welche aus einem Kniehebel 46-46' besteht, in dessen Knickpunkt eine Rolle 47 gelagert ist, die durch eine von einem Auslösemagneten 51 gesteuerte Auslöseklinke 48 in der dargestellten Stellung gehalten wird. Der Auslösekniehebel 46-46' ist an seinem n₀ einen Ende bei 52 gelagert und an seinem anderen Ende mit einer Kupplungsstange 53 verbunden, die bei 54.und 55 mit den oben beschriebenen Doppelkniehebelanordnungen gekuppelt ist. Solange die Kniehebelanordnung 46-46' durch die Klinke 48 in der dargestellten Stellung gesperrt gehalten wird, bilden die Enden der Kupplungsstange 53 feste Lagerpunkte für die Kniehebel 29-29' und 40-40', so daß diese von den Motoren gestreckt werden können, wobei die Winkelhebel 31 und 42 im Uhrzeigersinn gedreht

werden. Wenn der Auslösekniehebel 46-46' durch die Auslöseklinke 48 entsperrt wird, wird die Kupplungsstange 53 nach oben bewegt, so daß die Kniehebel 40-40' und 29-29' zusammenknicken.

Es ist in der Abbildung der Zustand dargestellt, in dem sich der Ölschalter und das Antriebsgestänge befinden, nachdem die Ausschaltung des Ölschalters erfolgt ist. Zur Einschaltung des Ölschalters wird zunächst die Druckfeder 25 gespannt, ohne daß hierbei an der Stellung des Antriebsgestänges und des ölschalters selbst etwas geändert wird. Da während des Einschaltens des ölschalters die Teile 36 und 37 voneinander entfernt sind, würde bei der Freiauslösung durch die freigegebene Druckfeder ein starker Stoß auf die Antriebsstange 6 ausgeübt werden. Um dies zu verhindern, wird eineKupplung gemäß der Erfindung vorgesehen, durch welche ermöglicht wird, daß die Feder 25 bei ihrer Auslösung zu beliebiger Zeit während der Einschaltbewegung des Schalters auf die Antriebsstange 6 ohne zu starken Stoß einwirken kann.

Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Flüssigkeitskupplung verwendet werden, wie sie in den Abb. 2 und 3 dargestellt ist. Ebenso wie bei der oben beschriebenen Anordnung ist der Winkelhebel 31 mit dem Widerlager 34' der Druckfeder 25' verbunden, während der Winkelhebel 42 mit der Antriebsstange 6 gelenkig gekuppelt ist. Damit durch den Winkelhebel 31 die Druckfeder unabhängig von dem Winkelhebel 42 zusammengedrückt und zu jeder Zeit während der Einschaltbewegung des Schalters von der Druckfeder die aufgespeicherte Energie der Druckfeder an die Antriebsstange 6 abgegeben werden kann, ist mit dem unteren Ende der Schaltstange 6 ein mit Flüssigkeit, beispielsweise öl, gefüllter Zylinder 60 verbunden, in dessen Deckel 61 am anderen Ende eine mit dem Kolben 63 verbundene Kolbenstange 62 geführt ist. Der Kolben 63 ist mit Durchlaßöffnungen für die Flüssigkeit versehen, welche durch ein auf dem Kolben gelagertes Ventil 65 verschlossen werden können. Das Ventil besitzt einen Stößel 66, der in einer Bohrung der Kolbenstange 62 gelagert ist und in einem Vorsprung 66' endigt. Das Ventil 65 kann sich also sowohl relativ zum Kolben 63 als auch zum Zylinder 60 bewegen. Der Winkelhebel 31 ist bei 67 mit der Kolbenstange 62 außerhalb des Zy-

55, linders gelenkig verbunden, so daß beim Zusammendrücken der Feder die Kolbenstange 62 relativ zum Zylinder 60 nach unten gezogen wird. Während des Zusammendrückens der Feder wird durch den Flüssigkeitsdruck unterhalb des Kolbens 63· das Ventil 65 angehoben, so daß durch die öffnungen 64 öl hindurchtreten und der Kolben, ohne daß die Flüssigkeit einen merklichen Widerstand ausübt, in seine untere Stellung gebracht werden kann. Diese Stellung ist in Abb. 3 dargestellt, in der durch den Winkelhebel 31 die Druckfeder vollständig zusammengedrückt ist, bevor der Schalter eingeschaltet worden ist. Um das Ventil 65 vom Kolben 63 abgehoben zu halten, so daß der Zylinder 60 während der Einschaltbewegung gegenüber dem nun feststehenden Kolben 63 bewegt werden kann, ist ein Anschlag 68 vorgesehen, der gegen den Vorsprung 66' des Ventilstößels anliegt, so _ daß das Ventil während, der Einschaltbewegung angehoben ist und die Durchlässe 64 freigibt.

Die Wirkungsweise der hydraulischen Kupplung bei der Freiauslösung und beim Öffnen des Schalters ist ohne weiteres erkennbar. Unmittelbar nach der Freigabe der Druckfeder durch das Zusammenfallen des Auslösekniehebels wird durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 63 relativ zum Zylinder sofort das Ventil 65 geschlossen, so daß der Kolben auf das über ihm befindliche öl drückt. Infolgedessen bewegt sich der Kolben zusammen mit dem Zylinder als eine Einheit nach oben, und der Schalter wird sofort geöffnet.

Wenn der Auslösemagnet während der Einschaltbewegung des Schalters geöffnet wird, wird die Druckfeder sofort entsperrt, und sie sucht den Kolben 63 mit großer Geschwindigkeit nach oben zu bewegen. Hierdurch wird sofort das Ventil 65 geschlossen, so daß der Kolben ebenso wie vorher auf das über ihm befindliche Öl gedrückt wird. Es ist also ersichtlich, daß bei der Auslösung des Antriebsgestänges und gleichzeitiger ^lo° Auslösung der Druckfeder die Antriebsstange 6 in jeder Stellung in Richtung der Ausschaltbewegung kraftschlüssig mit der Druckfeder 25 gekuppelt ist, so daß die Ausschaltung mit großer Geschwindigkeit erfolgen kann, ohne daß auf die Schaltstange 6 ein zu starker Stoß ausgeübt wird.

Eine andere Anordnung, durch die unabhängig voneinander die Ausschaltfeder gespannt und der mit Freiauslösung versehene n₀ Schalter beim Einschalten unter ständiger Einwirkung der gespannten Ausschaltfeder steht, ist in Abb. 4 bis 6 dargestellt. Bei dieser Anordnung kann eine geeignete Antriebsvorrichtung, beispielsweise ein einziger Motor, verwendet werden, der mit der Welle 100 gekuppelt ist. Auf der Welle sind die Exzenter 101 und 102 befestigt, von denen der eine den Hebel 103 zum Spannen der Ausschaltfeder und der andere den Hebel 104, durch den das Antriebsgestänge bewegt wird, steuert. Die Druckfeder 105 ist zwi-

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sehen der Antriebsstange 6 und dem einen Ende des Hebels 103 angeordnet, der einen festen Drehpunkt 103' besitzt. An den auf den Exzentern gleitenden Enden der Hebel 103' und 104 sind Rollen. angebracht. Als Auslösevorrichtung für den Schalter und die Feder ist ein Winkelhebel 106 vorgesehen, der bei 104' mit seinem einen Ende an dem Hebel 104 angreift und der an seinem anderen Ende eine Rolle besitzt, die mit der von dem Auslösemagneten 108 gesteuerten Auslöseklinke 107 in Eingriff steht. In Abb. 4 ist die Einrichtung in der Ausschartstellung mit entspannter Feder dargestellt.

Um die Feder zu spannen und darauf das Antriebsgestänge in die Einschaltstellung zu bringen, wird die Welle entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Nach einer halben Umdrehung ist die m Abb. 5 dargestellte Stellung erreicht, wobei das Exzenter 101 den Hebel 103 im Uhrzeigersinn dreht und die Feder gespannt hält. Der Hebel 104 jedoch ist währenddessen stehengeblieben, da das Exzenter 102 auf diesen Teil konzentrisch zu der Welle 100 ist. Wenn die Welle weitergedreht wird, bis annähernd eine volle Umdrehung stattgefunden hat und die in Abb. 6 dargestellte Stellung erreicht ist, wird der Hebel 104 entgegen dem Uhrzeigersinn ge-

30" dreht, wobei der Drehpunkt 104' durch den gesperrt gehaltenen Winkelhebel 106 festgehalten wird. Infolgedessen wird der Schalter eingeschaltet. Während dieser Bewegung wird durch das Exzenter 101 der Hebel 103 um denselben Betrag entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Feder während der ganzen Einschaltbewegung des Schalters zwischen der Antriebsstange und dem Hebel 103 im gespannten Zustand gehalten und zusammen mit diesen Teilen bewegt wird. Infolgedessen kann die Feder zu jeder Zeit während der Einschaltbewegung ohne Stoß oder Schlag auf die Antriebsstange 6 wirken, um, falls es erforderlich sein sollte, die Auslösung herbeizuführen. Die Auslösung erfolgt, sobald durch den Auslösemagneten der Winkelhebel 106 freigegeben wird, so daß dieser durch die Feder im Uhrzeigersinn gedreht werden kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Antrieb für elektrische Schalter mit Freiauslösung, bei dem ein für das Ausschalten bestimmter, nicht im Antriebsgestänge liegender Kraftspeicher unabhängig von der Einschaltbewegung des Schalters über ein besonderes Gestänge vor dem Einschalten geladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschaltkraftspeicher mit dem Antriebsgestänge derart in Verbindung gebracht ist, daß er in jeder Phase der Einschaltbewegung ohne Totgang und kraftschlüssig in Richtung der Ausschaltbewegung auf das Antriebsgestänge einwirken und den Schalter in die Ausschaltstellung bringen kann.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch •gekennzeichnet, daß zwischen Antriebsgestänge und Ausschaltkraftspeicher eine Flüssigkeitskupplung vorgesehen ist, deren Zylinder mit dem Antriebsgestänge und deren Kolben mit dem Kraftspeicher verbunden ist, und die ein Ventil besitzt, welches bei der Einschaltbewegung des Antriebsgestänges und beim Aufladen des Kraftspeichers eine relative Bewegung von Kolben und Zylinder gestattet, dagegen bei der Entladung des Ausschaltkraftspeichers die relative Bewegung verhindert.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Kraftspeicher dienende Feder unmittelbar mit dem Antriebsgestänge verbunden und zwischen dem einen Ende von zwei doppelarmigen Hebeln angeordnet ist, deren andere Enden von zwei auf einer Achse sitzenden Exzentern gesteuert werden, die eine derartige Form besitzen, daß der an der Ver- _go bindungssteile von Kraftspeicher und Antriebsgestänge angreifende Hebel seine Lage_j zunächst beibehält und der andere Hebel die Feder zusammendrückt und bei der darauffolgenden Einschaltbewegung beide gleichmäßig so bewegt, daß die gespannte Feder zusammen mit dem Antriebsgestänge bewegt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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