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Antriebsvorrichtung für das bewegliche Schaltstück von Hochspannungsschaltern
,Bei Hochspannungsschaltern führt das bewegliche Schaltstück, beispielsweise der
Schaltstift, eine Längsbewegung aus. Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden,
eine Gewindespindel vorzusehen, welche durch eine Welle gedreht wird. Der Schaltstift
wird z. B. über einen Kreuzkopf mit der Gewindespindel verbunden. Dieser Kreuzkopf
trägt zwei Rollenpaare, von denen die einen Rollen in dem Gewinde der Spindel laufen,
während die anderen in eine Geradführung eingreifen. Bei Drehung der Gewindespindel
führt der Schaltstift eine Längsbewegung aus. Man kann auch die Gewindespindel feststehen
lassen und die Geradführung drehen, dann führt der Schaltstift nicht nur eine Längsbewegung,
sondern auch eine Drehbewegung aus.
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Die Welle, welche mit der Spindel bzw. der Längsführung verbunden
ist, wird von einer Kurbel angetrieben, an welcher bei Druckluftantrieben die Kolbenstange
des Druckluftzylinders angreift. Um eine günstige Hebelstellung zwischen Kurbel
und Kolbenstange zu erreichen, d. h. einen großen Hebelarm in der Einschaltstellung
des Schalters und einen kleinen Hebelarm in der Ausschaltstellung, ist nur eine
begrenzte Bewegung der Kurbel möglich, und zwar beträgt diese r2o° oder weniger.
In Fig. r ist dies schematisch dargestellt, Der Druckluftantrieb r wirkt über die
Kolbenstange 2 auf die Kurbel q. ein. Stark ausgezogen ist die Lage von Kurbel und
Kolbenstange in der Einschaltstellung des Schalters und gestrichelt die Lage zwischen
Kurbel und Kolbenstange in der Ausschaltstellung des Schalters. Läßt man die Kurbel
unmittelbar auf die Welle arbeiten, so kann .daher die Spindel bzw. die Geradführung
auch nur den gleichen Drehwinkel wie die Kurbel ausführen.
Ähnliches
tritt ein, wenn an Stelle des Druckluftantriebes z. B. ein Motorantrieb genommen
wird, da auch hier die Antriebskurbel von. einer Stange, an welcher eine zweite
Kurbel angreift, angetrieben wird, die über ein: Übersetzungsgetriebe von dem Motor
angetrieben wird. Auch hier läßt man die Antriebskurbel, um die günstigste Hebelstellung
zu erreichen, nur einen begrenzten Weg von weniger als i2o° machen, vorzugsweise
einen Weg von 9o°.
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Gemäß der Erfindung werden bei derartigen Antrieben, bei welchen die
Kurbel nur eine begrenzte Drehbewegung ausführt, zwischen Antriebskurbel und Welle
ein Totpunktgetriebe und ein Übersetzungsgetriebe eingeschaltet. Durch den Einbau
des Totpunktgetriebes wird ein. sanftes Anfahren der zu bewegenden Drehmassen bei
zunehmender Geschwindigkeit und abnehmender Beschleunigungskraft des Schaltstiftes
auf den ersten Teil des Schaltweges erreicht, worauf dann im zweiten Teil des Schaltweges
eine entsprechende Verzögerung der bewegten Massen einschließlich des Schaltstiftes
erfolgt. Durch das Übersetzungsgetriebe wird erreicht, daß die Spindel. bzw. :die
Gerad= führung mehrere Umdrehungen, z. B. zwei bis zehn Umdrehungen oder mehr, ausführen
kann, wenn die Antriebskurbel nur einen Drehwinkel von i2o bzw. 9o° zurücklegt.
Das bedeutet, daß der Schaltstift mit hoher Geschwindigkeit einen großen Hub ausführen
kann und damit die für hohe Spannungen erforderliche große Unterbrechungsstrecke
erreicht wird. .
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig.2 der Zeichnung zeigt das Unterteil eines Hochspannungsschalters.
Der Schaltstift 40 ist mit einem Kreuzkopf 41 verbunden, der zwei Rollenpaare trägt.
Die inneren Rollen 42 laufen in dem Gewinde einer feststehenden Spindel 44, die
äußeren Rollen ¢3 in der Geradführung eines Rohres 45, das durch die Welle 13 in:
Umdrehungen versetzt wird. Wie bereits erwähnt, kann man auch die Geradführung fest
stehenlassen und die Gewindespindel drehen.
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Mit i ist der Druckluftantrieb bezeichnet, der über die Kolbenstange
2, auf die Kurbel q. die Schaltbewegung überträgt. Die Kurbel macht einen. Schaltweg
von 9a°. Die Kurbel sitzt fest auf einer Welle 5, an welcher der Doppelhebel 6 befestigt
ist, Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Doppelhebel 6 gelenkig mit einem Lenker
7 verbunden, der mit der Zahnstange 8 gekuppelt ist. Bei Bewegung der Kurbel q.
führt die Zahnstange, die in einer feststehenden. Welle 15 geführt ist, eine Längsbewegung
aus. In Fig. q. ist die Stellung des Hebels 6 und des Lenkers 7 in der einen Totpunktlage,
in einer Zwischenstellung und in der Mittellage dargestellt. In der rechten Totpunktstellung,
die um 9o° von. der linken abweicht, nehmen Lenker und Kurbel relativ die gleiche
Lage wieder zueinander ein wie in der linken Totpunktstellung. Es ist ferner gestrichelt
die Bewegung der Zahnstange angegeben. Mit 16 ist die Lenkerführung bezeichnet.
Wie man sieht, steigt ,die Geschwindigkeit der Zahnstange von Null bis zu einem
Maximum im ersten Teil des Weges an, während sie auf dem zweiten Teil wieder bis
zu Null zurückgeht.
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Die Zahnstange arbeitet mit dem zentrisch gelagerten Zahnrad 9 zusammen,
das entsprechend den Eigenschaften des Totpunktgetriebes erst langsam und dann mit
wachsender Geschwindigkeit und;-auf dem zweiten Teil des Weges mit abnehmender Geschwindigkeit
gedreht wird. Dieses Zahnrad überträgt die Bewegung auf die beidem Zahnräder io.
Die mit diesen Zahnrädern fest verbundenen Zahnräder i z übertragen die Bewegung
auf das Ritzel 12, welches der Isolierwelle 13 die richtige Drehzahl erteilt. Wie
bereits erwähnt, führt dann die Isolierdrehwelte über die Spindel bzw. über die
Geradführung die erforderliche Schaltteeweg,ung des Schaltstiftes aus. In den beiden
Endlagen befinden sich Hebel 6 und Lenker 7 in Strecklage und somit in der Totpunktstellung.
Die Bewegung des Schaltstiftes erfolgt also so, als ob die Gewindespindel mit veränderlicher
Steigung ausgeführt wäre, und zwar am. Anfang ansteigend und am Ende abnehmend.
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Zu erwähnen ist noch, daß die Zahnstange beiderseits mit Kolben 17
versehen ist und daß die Kolben am Ende der Bewegung in den zylinderförmigen Teil
18 des mit Öl -gefüllten Gehäuses 3 eingreifen, so daß dann: eine Dämpfung
der Bewegung bei Erreichung der Endlagen entsteht.
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In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel .der Erfindung dargestellt,
bei welchem die Bewegung der Kurbel q. über einen Kulissenhebel 26 und ein Planetengetriebe
auf die Drehwelle 13 übertragen wird. Soweit die Teile mit denen der Fig. 2 übereinstimmen,
sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Die Kurbel q. ist im Ausführungsbeispiel
der Fig. 5 mit einem. Rollenhebel 26 verbunden. Dieser Rollenhebel überträgt die
Bewegung auf den Kulissenhebe127 und dieser über das Planetengetriebe auf die Drehwelle
13. Das Planetengetriebe besteht aus den Zahnrädern 28 und 29, die fest miteinander
verbunden sind, und dem feststehenden Zahnkranz 3o. Die unteren Planetenräder 28
arbeiten mit dem feststehenden Zahnkranz 30 zusammen, so daß bei Bewegung
des Kulissenhebels die Zahnräder 28 auf den - festen Zahnkranz abrollen und somit
die Zahnräder 29 in Umdrehungen versetzen. Diese greifen an dem Ritzcl31 an, welches
mit der Welle 13 verbunden ist. Auch bei der Anordnung nach Fig. 5 sind Dämpfungsvorrichtungen
32 zur Dämpfung der Bewegung in den beiden Endlagen vorgesehen.
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In Fig. 6 sind noch schematisch die Kulisse 27 und der Rollenhebel26
in der einen Totpunktlage dargestellt, während :er, in der anderem Totpunktlage
gestrichelt gezeichnet ist.