DE927277C

DE927277C - Elektrischer Schalter mit Antrieb durch eine Energiequelle unter Zwischenschaltung eines Federkraftspeichers und einer Malteserkreuzkupplung

Info

Publication number: DE927277C
Application number: DES24256A
Authority: DE
Original assignee: Willem Smit and Companies Transformatorenfabriek N V
Current assignee: Willem Smit and Companies Transformatorenfabriek N V
Priority date: 1951-07-05
Filing date: 1951-08-03
Publication date: 1955-05-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schalter, insbesondere Lastschalter, verschiedentlich auch mit Stufenschaltern kombiniert, die von einer Kraftquelle unter Zwischenschaltung eines Kraftspeichers vom Kurbelachsenfedertyp und einer Malteserkreuzkupplung angetrieben werden, wobei der Lastschalter durch den Kraftspeicher sprungweise bewegt wird.

Der Nachteil der Kraftspeicher nach dem Prinzip der Kurbelachsenfeder liegt darin, daß man gezwungen ist, den größten Teil der benötigten Massenträgheit zur Regelung der Geschwindigkeit der beweglichen Teile in den Schalter einzubauen, also hinter der Mitnehmermalteserkreuzkupplung.

Dadurch entstehen große Materialbelastungen in der Kupplung und in den dahinter befindlichen Teilen.

Um diese Belastungen innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten, ist man gezwungen, den Eintrittspunkt des Mitnehmers im Malteserkreuz etwa ao io bis 15 ° hinter dem oberen Totpunkt zu wählen (Abb. 2, Punkt B). An dieser Stelle ist das Moment B₂ (Abb. 2) noch klein, und die Kurbel rückt daher den Mitnehmer im Malteserkreuz noch ohne Schlag ein. Ein Schlag würde nämlich großen Verschleiß und allenfalls Brüche im Mechanismus hervorrufen.

Andererseits hat aber der gewählte Eintrittspunkt 10 bis 15 ° hinter dem obersten Totpunkt ein Anlaufen bei einem niedrigen Anlaufmoment zur Folge, während beim Austreten des Mitnehmers aus dem Malteserkreuz Punkt D (Abb. 2) ein großes Moment D₂ (Abb. 2) zurückbleibt, welches beträchtlich größer ist als das Anlaufmoment B₂.

Die Folge davon ist, daß das Geschwindigkeits-Zedt-Diagramm 2 (Ahb. 1) sehr stark vom idealen Geschwindiigkeits-Zeit-Diagramm 1 (Abb. 1) aibweidht. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sieht die Erfindung ein Eingreifen des Mitnehmers in das Malteserkreuz in einem Punkt vor, der sich mehr als 10 bis 15° hinter dem oberen Totpunkt der Kurbel befindet und der zur Vergrößerung des Anlaufmomentes des Schalters bis auf 40 bis 50⁰ verschoben werden kann. Um jedoch die bei einem Eingreifen in diesem Punkt normalerweise auftretenden Schläge zu verhindern, wird zur Regelung der Eingreifgeschwindigkeit des Mitnehmers in das Malteserkreuz am treibenden Teil des Antriebes eine Schwungmasse angeordnet, so daß die genannte Eingriffsgeschwindigkeit durch das in der Schwungmasse enthaltene Massenträgheitsr moment gemindert wird.

Die Abb. 1 zeigt die verschiedenen Geschwindigkeits-Zeit-Diagramme. Diese sind in drei Zonen eingeteilt. Zone 1: die Anlaufperiode, in der der Schalter auf Gesdiwindigkeit gebracht wird; Zone 2: die Schaltperiode, in der die Schalthandlungen ausgeführt werden; Zone 3: die Halteperiode, in der die Bewegung ausläuft.

Die Kurve 1 ist das ideale Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm.

Die Kurve 2 zeigt das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, wie es bei dem bekannten Kurbelachsenfederenergiespeicher auftritt,

Die Kurve 3 stellt das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der erfinduingsgemäßeti Anordnung dar, also bei Regelung der Entladegeschwindigkeit des Energiespeichers durch die Anwendung einer Schwungmasse auf dessen Kurbelachse.

Wie klar hervorgeht, weicht das Diagramm bei der üblichen Bauart ohne Schwungmasse sehr weit vom idealen Diagramm ab: Erst durch die Verwendung einer Schwungmasse mit einem geeigneten Massenträgheitsmoment kann der Eintrittspunkt B (Abb. 2) des Mitnehmers in dem Malteserkreuz nath Punkt C (Abb. 2), also von 15 bis 45 ° hinter dem Totpunkt, verstellt werden; außerdem wird der Austrittspunkt D (Abb. 2) nach Punkt E (Abb. 2) verlegt, wobei das verbleibende Moment während der Halteperiode sich verkleinert, denn das Moment-E₂ ist geringer als C_%.

Man erreicht auf diese Weise folgende Vorteile, daß erstens das erforderliche Massenträgheitsmoment nicht ausschließlich in den Schaltungsteil gelegt zu werden braucht, sondern zweckmäßig über bestimmte Unterteile verteilt werden kann, zweitens die Größe des Massentnäiglieiltsmoments der Schwungmasse nunmehr jene Geschwindigkeit bestimmt, mit der der Mitnehmer im Malteserkreuz bewegt wird). Diese wird in solchen Grenzen gehalten, daß Überbelastung infolge des Eintrittsschlages vermieden wird.

Man hat es also in der Hand, sich dem idealen Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm soweit als möglich zu nähern.

In Abb.-2 wird die Beziehung zwischen Federcharakteristik, Kurbelbahn und Moment darge-¹ stellt, und zwar für die Fälle ohne und mit Schwungmasse. Der Halbkreis ABCDEF stellt die Kurbelbahn dar, und es geben die Punkte B bzw. C die Kurbellage beim Eintritt, die Punkte D bzw. E jene beim Austritt des Mitnehmers in das bzw. aus dem Malteserkreuz dar. AA₁F₁F gibt die Federcharakteristik, das heißt die Federspannung als Funktion der Kurbelstellung wieder. AB₂C₂D₂E₂F zeigt die Momentenkurve, das heißt die Größe der Momente, die der Energiespeicher bei der entsprechenden Kurbellage liefern kann.

Durch die Kombination von Energiespeicher und Schwungmasse wird eine bessere Regelung der Geschwindigkeit erreicht. Die Schaltgeschwindigkeiten sind ungefähr gleich den erforderlichen. Die Beschleunigungen und Verzögerungen sind so klein wie möglich, die mechanische Belastung und der Verschleiß des Mechanismus werden auf ein Minimum reduziert, und die Fabrikationskosten können dadurch gesenkt werden.

Auch bei Reglern mit einem sogenannten Grobregler ist diese Konstruktion möglich, weil es bei derartigen Schaltern noch zulässig ist, daß die Kurbel ungefähr 90⁰ über den unteren Totpunkt geht. Die in der Schwungmasse angehäufte Energie ist aber niemals so groß, daß die Kurbel weiter durchschlägt als höchstens 45. bis 6o° hinter den unteren Totpunkt (Abb. 2). Das Durchschlagen über 90⁰ hinter den unteren Totpunkt würde eine teilweise Verstellung des Grobreglers zur Folge haben, weil diese letzten 90⁰ während des Spannhubes erfolgen, was an sich nicht schaden kann, sondern nur aus mechanischen Gründen besser vermieden werden soll.

Claims

Patentanspruch:

Elektrischer Schalter, insbesondere Lastschalter mit oder ohne Stufenwähler, angetrieben durch eine Energiequelle unter Zwischenschaltung eines Energiespeichers vom Kurbelachsenfedertyp und einer Malteserkreuzkupplung, über die der Schalter vom Energiespeicher sprungweise verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingreifen des Mitnehmers in das Malteserkreuz in einem Punkt stattfindet, der sich mehr als 10 bis 15⁰ hinter dem oberen Totpunkt der Kurbel befindet und der zur Vergrößerung des AnilaufmomentB des Schalters bis auf 40 bis 50⁰ verschoben werden kann, wobei zur Regelung der Eingreifgeschwindigkeit des Mitnehmers in das Malteserkreuz ein bestimmtes Massenträgheitsmoment vorhanden ist, welches in einer am treibenden Teil des Antriebes angeordneten Schwungmasse untergebracht ist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche_ Patentschrift Nr. 649 403.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9623 4.