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Kraftspeicherantrieb für elektrische Schalter Die Erfindung betrifft
einen Kraftspeicherantrieb für elektrische Schalter. Bei solchen Schaltern ist es
erwünscht sowohl beim Einschalten zur Vermeidung von Vorzündungen wie beim Ausschalten
zur Verhinderung von Rückzündungen den Kontaktschluß bzw. die Kontakttrennung möglichst
rasch vorzunehmen. Man löst diese Aufgabe im allgemeinen durch die Verwendung von
Federkraftspeichern, die durch einen Antriebshebel im ersten Teil seines Weges aufgeladen
werden und sich später unter Drehung der Antriebswelle entspannen.
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Zur Vereinfachung des Antriebs hat man bereits vorgeschlagen, an Stelle
gesonderter Kraftspeicher für die Ein- und Ausschaltung eine einzige Feder zu verwenden,
die sich nach dem Aufladen beim Einschalten nur zum Teil entspannt, während die
restliche Federspannung für die Ausschaltung zur Wirkung kommt. Mittels geeigneter
mechanischer Zwischenglieder wird dabei trotz der gleichsinnigen Bewegung der Feder
eine gegenläufige Bewegung der Schalterantriebswelle erreicht. Die bekannten Ausführungen
benützen aber zur Erzielung der gestuften Entspannung des Kraftspeichers zwei getrennte
Klinken, so daß zahlreiche Bewegungsglieder erforderlich werden, die den Mechanismus
verwickelt machen und ihm eine verhältnismäßig große räumliche Ausdehnung geben.
Zur Freiauslösung von .elektrischen überstromschaltern, bei denen ebenfalls eine
einzige Feder zum Ein- und Ausschalten dient, ist es weiter bekanntgeworden, die
zweite Halteklinke zur Vereinfachung des Mechanismus durch das Anhalteh der Antriebskurbel
in der Totpunktlage zu ersetzen. Mit der bekannten Anordnung werden aber bei der
Auslösung nur geringe Kräfte betätigt, die für die Bedienung von Leistungstrennschaltern
nicht genügen. Außerdem muß bei Schalterantrieben die Verwendung der Totpunktlage
schon aus Gründen der Betriebssicherheit vermieden werden, da sie einen labilen
Zustand darstellt.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Kraftspeicherantrieb geschaffen,
der eine flache und gedrungene Bauart aufweist und besonders bei Rahmenschaltern,
insbesondere Lasttrennschaltern, zur Anwendung kommt: Bei diesen Schaltern ist eine
solche Ausbildung des Antriebs von großer Bedeutung, weil trotz einer erheblichen
Schaltgeschwindigkeit und Schaltenergie der Kraftspeicherfeder der Antrieb keine
Vergrößerung der Schalterabmessungen verursachen darf, die sich lediglich mit Rücksicht
auf die Betriebsspannungen ergeben. Beim Antrieb nach der Erfindung wird in an sich
bekannter Weise die Energie einer gespannten Feder unter Verwendung einer Zwischenkurbel
in zwei
Teilen zu einer Ein- und Ausschaltung verbraucht. Die gedrungene
und flache Bauart des Antriebs wird dabei dadurch erreicht, daß die Zwischenkürb@el
als ein um einen bestimmten Winkel hin und her schwenkbares mit einem bogenförmigen
Teil versehenes Seg= ment ausgebildet ist und mit Hilfe zweier an dem bogenförmigen
Teil vergesehener Rasten durch eine einzige Klinke in der Weise gesteuert wird,
daß der Schalter durch die Bewegung des Segments von einer Winkelstellung in die
andere sowohl ein- als auch ausgeschaltet wird.
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Eine solche Ausbildung des Antriebs vermeidet einmal weit ausladende,
schwingende Teile, die mit Rücksicht auf die Spännungsisolation gegenüber den Schalterkontakten
eine Vergrößerung des Kontaktabstandes von der Aufbauplatte des Schalters notwendig
machen würden. Weiter wird durch den flachen Aufbau des Antriebs eine geringe Breite
des Schalterrahmens erzielt, da das Antriebsende der Schalterwelle und die einseitig
fest- angelenkte Kraftspeicherfeder im wesentlichen in einer Fluchtlinie angeordnet
und über ein drehbar gelagertes Schaltsegment miteinander verbunden sind. Ein solcher
Antrieb .eignet sich deshalb besonders für Schalter, die in Schaltzellen geringer
Raumbreite und Tiefe zur Aufstellung kommen. .
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Bei dem Antrieb nach der Erfindung soll weiterhin der Schalthebel
gleichzeitig als Spannhebel für die Kraftspeicherfeder ausgebildet sein, dergestalt,
daß aus der Bereitschaftsstellung des Schalters bei vollgespannter Feder der Betätigungshebel
aus der-Aus-Stellung einen Teil@veg zurücklegt bis zu einem Punkt, an dem die Klinke
zum gerstenmal gelüftet wird und der eine Teil der aufgespeicherten Energie zum
Einschalten verbraucht wird. Der Betätigungshebel gelangt dabei in die andere Endstellung,
die Ein-Stellung. Wird er von hier einen Teil des Weges zurückbewegt, dann wird
die Klinke das zweitemal ausgelöst und der Rest der aufgespeicherten Energie für
das Ausschälten verbraucht. Der Betätigungshebel muß dann in derselben Richtung
weiterbewegt werden und spannt dabei wieder die Feder, so daß in der unteren Totpunktlage
des Betätigungshebels die Bereitschaftsstellung wieder erreicht ist.
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Der Schalterantrieb nach der Erfindung zeichnet sich durch eine einfache
.und zuverlässige Bauart und durch eine bequeme Bedienbarkeit aus. In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen
die Abb. i bis 6 den Antrieb in schematischer Darstellung in mehreren Betriebsstellungen
zur Erläuterung der Wirkungsweise, während Abb. 7 ein praktisches Ausführungsbeispiel
erkennen läßt.
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. In Abb. i befindet sich das Schaltgetriebe in der Aus-Stellung und
in Schaltbereitschaft. -:.Die einseitig fest ängelenkte Schalterfeder i ist voll
gespannt und zieht über eine Lasche z an einem Antriebssegment 3, das bei q: drehbar
gelagert ist. Es besitzt zwei Rasten 5 und 6, die mit einer bei. 7 drehbaren Klinke
8 und einem Endanschlag 9 zusammenwirken. Auf der Schalterwelle i o sitzt ein Schaltarm
i i, der mit dem Antriebssegment 3 durch ein Kniehebelsystem 12, 13 verbunden ist.
An dem Kniehebel befindet sich ein Riegel 14, der das Duxchknicken des Kniehebelsystems
in der einen Richtung verhindert, während an dem Schaltarm i i ein Nocken vorgesehen
werden kann, der das Kniegelenk in der umgekehrten Richtung zum Einknicken bringen
kann. Die zugehörige Stellung des Betätigungshebels 11, der an der Welle
4. gelagert zu denken ist und mit dem Segment 3 passend gekuppelt ist, kann aus
Abb. ¢ entnommen werden.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Soll der Schalter aus
der Bereitschaftslage nach Abb. i und q., in welcher er sich in der Aus-Stellung
befindet, eingeschaltet werden, dann macht, wie aus Abb.5 ersichtlich, der Hebel
15 einen Leerhub bis zum Punkt x, an dem der Hebel 15 die Klinke 8 zum erstenmal
lüftet. Dadurch schlägt -das Antriebssegment 3 unter der Wirkung der gespannten
Feder i herum, bis es durch Einfallen der Klinke 8 in die Nase 5 aufgefangen wird.
Im Verlaufe dieser Bewegung drückt es über das zu dieser Zeit gestreckte Kniegelenk
den Schalthebel i o in die Ein-Stellung; wie aus Abb. 2 ersichtlich ist. Der Betätigungshebel
15 hat sich dabei, wie Abb. q. zeigt, vom Punkt x nach der oberen Totpunktlage
bewegt.
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Soll nun der Schalter ausgeschaltet werden, so wird nach Abb. 6 der
Betätigungshebel 15
gegenläufig bewegt, bis er an den Punkt y belangt, an
dem die Klinke 8 zum zweiten Male gelüftet wird und das Antriebssegment 3 herumschwingt,
bis die Nase 5 auf dem Endanschlag 9 zur Auflage kommt. Dabei wird der Schaltarm
1 i durch das Kniehebelsystem in die Aus-Stellung gezogen und das Kniegelenk zurr
Schluß dieser Bewegung z. B. durch den vorerwähnten, an dem Schalthebel ii vorgesehenen
Nocken zum Einknicken gebracht. Diese Schaltphase ist in. Abb. 3 dargestellt. Der
Schalthebel 15 führt dann noch, wie Abb.6 zeigt, einen dem Leerhub der Abb.5 entsprechenden
Spannhub aus und steht dann in der unteren Endstellung, wobei der Schalter wieder
schaltbereit ist und sich das Spiel wiederholt. Da das Kniegelenk 12,
13
zum Schluß der Ausschaltbewegung eingeknickt wird, wirkt sich der Rücklauf des Antriebssegments
3 in keiner Weise auf die Stellung der Schalterwelle i o aus.
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Der in Abb. 7 dargestellte Schalterantrieb stimmt im wesentlichen
mit dem vorbesprochenen schematischen Ausführungsbeispiel überein. Es sind dabei
für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen verwendet worden. Bemerkenswert ist,
daß der Betätigungshebel 15 über eine Stellscheibe 16, die einen Nocken 17 aufweist,
auf die. Klinke B einwirkt, die mit einer Rolle 18 versehen ist. Das Antriebssegment
3 weist ein Anschlagstück i 9 auf, das bei der Ausschaltbewegung, bei der der Hebel
15 von rechts nach links bewegt wird, mit dem Nocken 17 in Eingriff kommt, wodurch
die Speicherfeder i während dieses Teiles des Hubes des Hebels 15 wieder aufgeladen
wird.
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Ferner ist an dem Schaltarm i 1 bei diesem Ausführungsbeispiel eine
Hilfsfeder 20 vorgesehen sowie ein Nocken 21, der in der Ausschaltstellung das Kniegelenk
12, 13 zum Einknicken bringt, das ebenfalls mit einer Hilfsfeder 22 versehen ist.
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Die Wirkungsweise entspricht völlig der des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels.
Es empfiehlt sich unter Umständen, den Betätigungshebel 15 durch ein besonderes
Gestänge von an sich bekannter Art in der Weise zu bedienen, daß das Spannen der
Feder erleichtert wird.