-
Hand- und.(oder) Motorantrieb für elektrische Leistungsschalter Die
Erfindung betrifft einen Hand- oder Motorantrieb für elektrische Leistungsschalter
mit selbsttätiger Freiauslösung und besteht in einer besonders vorteilhaften, raumsparenden
Anordnung, bei welcher fehlerhafte Schaltvorgänge nicht vorkommen können, solange
nicht einzelne Teile durch Bruch oder sonstige Veränderungen beschädigt werden.
-
Es sind Schalterantriebe bekannt, bei denen eine besondere Ausschaltfeder
gleichzeitig mit der Einschaltfelder gespannt wird, und solche, bei denen das Spannen
der Ausschaltfeider während ides Einschaltvorganges selbst erfolgt. Bei den bekannten
Antrieben dieser Art kann es jedoch vorkommen, daß die Einschaltfeder ausgelöst
wird, bevor sie vollständig gespannt ist, so daß ein vorzeitiges und womöglich unvollständiges
Einschalten stattfindet, oder @daß. die Ausschaltfeder vorzeitig ausgelöst wird,
wodurch ebenfalls die Gefahr heraufbeschworen wird, @daß infolge unvollständigen
Einschaltens ein Lichtbogen gezogen wird, der die Kontakte beschädigt.
-
Die gleiche Gefahr unvollständigen Einschaltens bzw. vorzeitiger Auslösung
mit nachfolgender Lichtbogenbildung besteht auch bei anderen bekannten Schaltern,
bei denen eine einzige Feder nach einmaligem Spannen sowohl zum Einschalten als
auch zum darauffolgendenAusschalten dient. Der Grund dafür ist, daß bei diesen Schaltern
das beim Spannen bewegte Ende der Feder mit beweiglichen Schalterteilen verbunden
ist, wodurch die beweglichen Kontakte bei während des Einschaltens eintretenden
Störungsfällen gefährliche Zwischenstellungen einnehmen können. Diesen Nachteil
besitzen nicht nur idie bekannten Schalter, bei denen der Antrieb zum Spannen an
beiden Enden der Feder angreift, sondern auch diejenigen, bei denen der Antrieb
nur an einem Federende angreift, während das andere Ende in Ruhe bleibt.
-
Ein Schalter .der zuletzt genannten Art wird nun erfindungsgemäß dadurch
verbessert,,daß -das andere Ende der Feder, welches während des Spannvorganges in
Ruhe bleibt, mit dem beweglichen Schaltstück verbunden i-st und beim Entspannen
sowohl während der Einschaltbewegung Aals auch während der Ausschaltbewegung dem
gespannten Ende in gleicher Richtung nachfolgt.
-
Man hat zwar die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Schalter
durch elektromagnetisch betätigte Verriegelungen zu beseitigen versucht, aber dadurch
wird bekanntlich eine etwa ,durch Zufall herbeigeführte fehlerhafte mechanische
Beeinflussung der
Riegeleinrichtungen nicht verhindert, im Gegenteil,
die elektromagnetischen Betätigungsorgane bilden z. B. infolge Kontakt, verschmutzung
o. dgl. weitere Fehlerquel#.3i Nur meclianischezwangläufigeVerriegelungcribieten
dem gegenüber die erforderliche' Sicherheit, vorausgesetzt, daß sie genügend einfach
gebaut sind, somit entsprechend kräftig ausgeführt werden können. Diese Voraussetzungen
sind besonders leicht zu erfüllen, wenn nach der Erfindung gerade die Aufhängeteile
einer zum Ein- und Ausschalten nur einmal zu spannenden und in zwei Stufen zu entspannenden
Feder,durch zwischen ihnen angebrachte mechanische Riegel in eine zwangläufige Abhängigkeit
voneinander gebracht werden. Da ferner die Stellung der Federaufhängungsteile nach
dem Einschalten anders ist als nach dem Ausschalten, so kann in der Ausschaltstellung
eine V erriegelungscinrichtung angebracht werden, welche das Wiedereinschalten oder
sogar das Spannender Feder verhindert, solange ein Kurzschluß oder ein anderer Fehler
besteht.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung perspektivisch
dargestellt, wobei das Gehäuse weggelassen ist und die Lagerstellen der eirizeln.en
Teile im Gehäuse als aufgeschnittene Lagerhüchsen gezeichnet sind. Als, Energiespeicher
isst bei dem Ausführungsbeispiel eine Torsionsfeder i i in Gestalt eines schraubenförmiggewickeltenStahlbandes
verwendet. Die Aufhängeteile einer solchen Feder führen eine stets in gleicher Richtung
umlaufende Bewegung aus, sie brauchen nicht durch eine gegenläufige Bewegung in
ihre -Anfangsstellung zurückgeführt zu werden, da sie nach Zurücklegen eines Winkels
von 36o° wieder in der Anfangsstellung stehen. Das gleiche kann natürlich auch mittels
an umlaufenden Aufhängeteilen sehnenartig oder bei Vorhandensein entsprechender
Führungsstücke bogenartig angeordneten Zug- oder Druckfedern bewirkt werden.
-
Die Federaufhängeteile sind nach der weiteren Erfindung als mit Einschnitten
30 bzw. Vorsprüngen 31, 31a, 32 versehene Gleitstücke i 2 und 13 ausgebildet
(eine Form, (die auch !bei geradlinig bewegten Zug- oder Drückfeidern mit Vorteil
angewendet «=erden kann) und stehen mit je einer Klinke 14 bzw. 15 im Eingriff,
wobei .die beiden Klinken z. B. durch die in Lagern 17 und 18 bewegliche Welle 16
,starr .miteinander verbunden sind. Zum Auffangen der Schaltstöße sind am Aufhängeteil
des Federendes 2o zwischen dem Gleitstück 13 und der Fassung i9 für das eine Ende
:2o, der Feder i i elastische Stoßdämpfer 21 z. B. aus Gummi angeordnet. Auch beim
Aufhängeteil am Gleitstück 12 ist die gleiche Ausbildung von Vorteil, weil auch
hier Stöße auftreten, übertragen durch die Feder i i und verstärkt durch :die an
dieser selbst auftretenden Massenkräfte.
-
Mit dem Felderaufhängeteil 13 irrt das @S`chaltgestänge 22, 23 verbunden.
Der Schalter selbst ist nicht mit @dargestellt. An der Klinke 14 greift eine Zugfeder
39 an. Der Schaltwinkel beträgt beim Ausführungsbeispiel, damit Rundumschaltung
möglich ist, für das Einschalten und Ausschalten zusammen 36o°. Es kann natürlich
auch ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen sein; durch welches der zum Schalten erforderliche
Winkelausschlag der Torsionsfeder i i auf einen Bruchteil von 36o° herabgesetzt
wird. Das ist insbesondere bei Anwendung von Torsionsstabfedern von Vorteil,. damit
diese nicht eine zu große Länge erhalten müssen. Am Federaufhängeteil 12 ist ziem
Aufziehen der Feder i i von Hand ein Klinkenrad 24 vorgesehen, an welchem eine mit
einem Handhebel 25 verbundene bewegliche Klinke 26 angeordnet ist; eine von selbst
einfällende feste Klinke 27 sperrt -die Rückwärtsbewegung. Für das Aufziehen durch
einen Elektro- oder einen Druckluftmotor ist der im Lager 29 drehbare Wellenstumpf
28 als Kupplungshälfte ausgebildet.
-
Ein besonders einfacher Aufzugmotor ist z. B. ein Druckluftkolben,
der im Zylinder schraubenförmig geführt und auf einer in der Stirnwand des Zylinders
drehbar gelagerten Welle längs verschiebbar, jedoch unverdrehbar angeordnet ist.
Wird dann die Welle selbst so gelagert, daß sie um soviel längs verschiebbar ist,
wie der Eingriffsweg der Kupplung mit ,dem Wellenstumpf 28 beträgt, so kuppelt sich
die Welle des Druckluftkolbens selbsttätig, wenn er zum Spannen der Feder vorwärts
bewegt wird, und entkuppelt sich selbsttätig bei seinem Rücklauf.
-
33 ist eine Auslöseklinke, die gegenüber der Klinke 15 um den Einschaltwinkel
,von beispielsweise iäo° versetzt angeordnet ist und über eine bei 34 und 35 gelagerte
Welle 36, eine Kurbel 37 und ein Gestänge 38 von Hand` oder selbsttätig ausgelöst
werden kann.
-
In der gezeichneten Stellung ist der Schalter ausgeschaltet, der Antrieb
ist zum Enschalten dreiviertel gespannt. Der Schalterantrieb 22, 23 kann sich jedoch
nicht bewegen, weil der Vorsprung 31 von der Klinke 15 festgehalten wird. Die Anlagefläche
dieser Klinke besitzt zwar eine derartige Neigung; däß die von der Feder i i ausgeübte
Torsionskraft eine nach außen gerichtete Radialkornponente besitzt, welche groß
genug ist, um die Zugkraft der Feder 39 zu überwinden. Die Klinke 15 kann aber trotzdem
nicht ausgerückt werden, weil die Klinke 4. am äußeren Umfang des Gleitstückes i2
anliegt. Wird
nun zum vollständigen Spannen der Feder ii das Gleitstück
12 um weitere 9o° in Pfeilrichtung gedreht, so, gelangt ,der Einschnitt 30 vor .das
freie Ende der Klinke 1q., so daß diese einfallen kann. Dadurch wird gleichzeitigder
Vorsprung 31 und damit das Gleitstück 13 freigegeben und schnellt infolge-,dessen
um etwa i8o° in Pfeilrichtung herum, bis der Anschlag 31 a an @die Klinke 33 stößt.
Dabei wird durch die Bewegung des Schaltgestänges 22, 23 der nicht gezeichnete Schalter
eingeschaltet. In dieser Stellung isst ein weiteres Spannender Feder i i nicht möglich,
weil der Aufhängeteil 12 durch die in Eingriff mit dem Einschnitt 3o befindliche
Klinke 14. festgehalten wird. Durch den nockenartigen Vorsprung 32, der sich jetzt
gerade unter der Klinke 15 befindet, wird diese gesperrt und damit die Klinke 14
zwangläufig in E ingriffstellung gehalten. Wird nun die Klinke 33 ausgehoben, so
kann sich der Federaufhängeteil 13 weiterdrehen, so daß der Schalter wieder in ,die
Ausschaltstellung gelangt. Befindet sich die Klinke 33 schon vor dem Einschalten
in ausgehobener Stellung, oder wird sie kurz vor Erreichen der Einschaltendstellung
abgehoben, so wird der Schalter in der Einschaltstellung überhaupt nicht festgehalten.
Man erkennt also, daß der Antrieb gleichzeitig als Freiauslösung wirkt.
-
Erfindungsgemäß sind die Aufhängeteile 12 und 13 mit weiteren Anschlägen
versehen, welche beim Entspannen eine gegenseitige Verdrehung über den Gesamtwinkel
hinaus, ,der dem Einschalten und Ausschalten entspricht, verhindern. Diese Anschläge
können z. B. in dem von der Feder i i umschlossenen Raum angeordnet sein,. indem
der Wellenstumpf 28 nach innen zu verlängert und dort mit einem Anschlag versehen
ist und in einer am Aufhängeteil 13 befestigten Führungsbüchse, welche den Gegenanschlag
trägt, liitift. Diese Teile sind also auf der Zeichnung nicht sichtbar. Sind derartige
Anschläge vorhanden, so ist es zulässig, daß die Feder i i bei ausgeschaltetem Schalter
eine V orspannung besitzt, ohne daß dadurch ein .fehlerhaftes Wiedereinsch:alten
ermöglicht wird. Es isst dann zweckmäßig, den Gesaintschaltwinkel für Ein- uhid
Ausschalten etwas kleiner als 36o" zu machen. Der übrigbleibende Winkelweg wird
in diesem Fall vom Antrieb, zu Beginn der neuen Spannbewegung leer durthlaufen,
nachdem bei entspanntem Antrieb die Klinke i4,durch die Feder 39 aus dem Einschnitt
3o herausgehoben ist.
-
Für den Fall, daß z. B. beim Einschalten auf einen bestehenden Fehler
die sofortige Auslösung folgt, ider Aufzugsmotor aber weiterlaufen will, weil das
Einschaltkommando aufrechterhalten bleibt, wird die Klinke i-1 im Einschnitt
30 festgehalten, weil die entsprechenden Anlageflächen hinterschnitten sind.
Auf diese Weise wird ein Pumpen des Schalters, d. h. ein wiederholtes Ein- und Ausschalten
auf alle Fälle verhindert.
-
Man kann auch die Klinke i.i ,durch einen besonderen Riegel sperren
und die Freigabe davon abhängig machen, daß die vorangegangene Ausschaltung betriebsmäßig
normal erfolgt ist; ist sie .dagegen durch einen Überstrom oder :durch "eine andere
Störung verursacht, so bleibt .die besondere Sperrung der Klinke 14 bestehen; das
Spännen und erneute Einschalten bleibt also weiterhin unmöglich: Eine ,derartige
Sperrung ist z. B. die in der Zeichnung schematisch angedeutete Schleife 44 welche
am Zapfen .42 angreift und mit dem Auslösegestänge 38 verbunden isst. Diese Sperrung
ist insbesondere für Spannungsrückgang bestimmt; sie wird aufgehoben, wenn der Spannungsauslöser
wieder Spannung bekommt und damit das Auslösegestänge in seine normale Lage zurückkehrt.
-
Für Auslösung bei Überstrom wäre die Sperrung selbsthaltend auszuführen.
Nach Beseitigung der Störungsursache müßte dann .durch einen besonderen Bedienungsvorgang,
der mit der Betätigung des Ausschaltorgans verbunden sein könnte, die Sperrung der
Klinke 1,4 aufgehoben werden, worauf die Feder 39 die Klinke i q. aus- und dafür
die Klinke 15 einrücken würde, so daß der Antrieb zum erneuten Spannen und Einschalten
bereit wäre.
-
Die Spannung der Feder i i ist bei :dem Antrieb nach der Erfindung
vor dem Einschalten größer als vor dem Ausschalten. Es empfiehlt sich daher, am
Schaltgestänge selbst zur Vernichtung ,des Energieüberschusses beim Einschalten
noch eine Dämpfungseinrichtttng anzubringen; besonders vorteilhaft ist es, dazu
eine doppelt wirkende Einrichtung zu benutzen, die für die Einschaltbewegung und
für die Ausschaltbewegung unabhängig voneinander einstellbar ist. Am besten eignet
sich dazu ein doppelt wirkender Dämpfungskolhen, dessen beide Zylinderräume je einen
einstellbaren Auslaß haben. Die Kolbenstange kann an einer Schwingkurbel angelenkt
sein, die mit einer Kurbelschleife am Zapfen 4o der Kurbel 22 angreift, wobei die
Schwingkurbel so weit außerhalb (der Achse -des Schalterantriebes angeordnet ist,
@daß sie während einer Umdrehung desselben nur einen verhältnismäßig kleinen Winkelweg
beschreibt.