DE972298C

DE972298C - Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schaltgeraete

Info

Publication number: DE972298C
Application number: DEV692D
Authority: DE
Inventors: Leonhard Haag
Original assignee: Voigt and Haeffner AG
Current assignee: Voigt and Haeffner AG
Priority date: 1940-05-08
Filing date: 1940-05-08
Publication date: 1959-07-02

Description

Es sind Schalteinrichtungen für elektrische Schaltgeräte bekannt, bei denen ein Kraftspeicher eine auf einer Antriebswelle befestigte Kurbel zum Ein- und Ausschalten des Schalters dreht. Der Kraftspeicher, zweckmäßig ein Federkraftspeicher, wird durch einen Motor aufgeladen. Hierbei ist sowohl für die Einschaltung wie auch für die Ausschaltung je eine Feder vorgesehen. Beide Federn werden erst nach einer Ausschaltung wieder gespannt. Auch sind Anordnungen bekannt, bei denen die Ein- und Ausschaltfeder nach Beendigung der Bewegung des Antriebsgliedes wieder gespannt sind. Durch das nacheinander erfolgende Wiederspannen der Federn geht verhältnismäßig viel Zeit verloren, was besonders bei Schaltern, die zur Kurzschlußfortschaltung bestimmt sind, nachteilig ist.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Ausführungen soll durch die Erfindung eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schaltgeräte geschaffen werden, bei der nur ein einziger Federkraftspeicher zur Verwendung kommt. Erfindungsgemäß ist der über einen im gleichen Drehsinn bewegten Kurbeltrieb die Schaltwelle antreibende Federkraftspeicher so mit seinem Antrieb gekuppelt, daß er während seiner Freigabe beim Ein- oder Ausschalten gleichzeitig auch aufgeladen werden kann. Hierdurch ist der Federkraftspeicher

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trotz Ablauf eines Schaltvorganges stets schaltbereit.

Der Aufbau der Schalteinrichtung kann in der Weise erfolgen, daß der Federkraftspeicher über ein Planetengetriebe mit dem Antrieb (Hand oder Motor) und über eine Zahnscheibe des Planetengetriebes mit der Antriebswelle und dem Kurbeltrieb des Schalters unter Zwischenfügung einer Verrastung in Verbindung steht.

ίο Bei dieser Wahl des Aufbaus der Schalteinrichtung kann, solange die maximale Federspannung noch nicht erreicht ist, der Federkraftspeicher jederzeit unabhängig von der Schaltstellung, in der sich der Schalter befindet, gespannt werden. Wird beispielsweise der Antriebsmotor in Abhängigkeit der Federspannung des Federkraftspeichers geschaltet, so wird der Motor bei sinkender Federspannung sofort selbsttätig anspringen und den Federkraftspeicher wieder aufladen. Dieses Auf' so laden erfolgt auch während des Ablaufes eines Schaltvorganges zum öffnen oder Schließen des Schalters. Die hierbei auftretende Beeinflussung der einen Bewegung auf die andere ist unerheblich, da die Schaltbewegung von dem Federkraftspeicher aus schnell erfolgt, das Spannen der Federn des Kraftspeichers über ein Schneckengetriebe hinweg aber in einer wesentlich längeren Zeitdauer geschieht. Es wird somit der Federkraftspeicher fortlaufend gespannt, bis die volle Federkraft erreicht ist.

Zur Erzielung eines praktischen Aufbaues für die Schaltvorrichtung ist das freie Ende eines aus einer oder mehreren Federn bestehenden Kraftspeichers mittels Seil zu einer auf der Antriebswelle frei drehbar angeordneten Seiltrommel geführt, die mit einer der Zahnscheiben des Planetengetriebes fest gekuppelt ist.

Da die Kurbelbewegung stets in gleicher Drehrichtung zum Ein- und Ausschalten des Schalters weiterschreitet, so benötigt man auch nur einen Federkraftspeicher für die beiden Schaltbewegungen. Wählt man jedoch zwei parallelgeschaltete Federkraftspeicher, die beide bei jeder Schaltung wirksam werden, so müssen die Seilenden dieser beiden Spannfedern auf entgegengesetzten Seiten der Trommel angreifen und diese in gleichem Drehsinn bewegen. Hierbei ist es empfehlenswert, für jedes der beiden Seilenden einen konisch ansteigenden Trommelteil vorzusehen und den Trommelteil von dem Seil derart zu umschließen, daß mit dem Nachlassen der Federkraft die Verstellkräfte an einem stetig wachsenden Hebelarm der Seiltrommel wirksam werden. Ist die Federkraft in ihrer vollen Stärke vorhanden, so liegt das Seilende auf dem kleinsten Trommeldurchmesser auf. Hat die Federkraft schon erheblich nachgelassen, so greift sie am größten Trommeldurchmesser an. Auf diese Weise ist es möglich, auf das auf die Seiltrommel zu übertragende Drehmoment ausgleichend einzuwirken.

Zur genauen Festlegung der Welle nach jedem Schaltvorgang ist es empfehlenswert, auf der Antriebswelle eine unrunde, mit einer Anschlagflache versehene Scheibe zu befestigen, die sich nach einer gewissen Umdrehung gegen einen Stützhebel 6g lehnt, der die Wellenlage blockiert und angelüftet wird, wenn eine weitere Schaltung durchgeführt werden soll.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Auf der Antriebswelle 1 der Schalteinrichtung ist eine Kurbel 2 befestigt, die über ein Gestänge 3 die Schalterwelle 4 antreibt. Die Antriebswelle ι wird von den ortsfesten Lagern 5 und 6 getragen. Mit ihr ist ein Zahnrad 7 fest verbunden. Zwischen diesem Zahnrad 7 und dem Traglager 5 befindet sich eine auf der Welle leicht drehbare Seiltrommel 8, auf der ebenfalls ein Zahnrad 9 befestigt ist. Beide Zahnräder stehen durch ein Zahnradvorgelege 10, 11 miteinander in Verbindung. Zwischen dem Zahnrad 7 und dem Traglager 6 ist auf der Welle 1 ein Schneckenrad 12 leicht drehbar aufgesetzt, das von einem Motor oder auch von Hand aus über die Schnecke 13 angetrieben wird. An dem Schneckenrad 12 ist ein Hebelarm 14 befestigt, der das Zahnradvorgelege 10, 11 trägt. Letzteres kreist um die Zahnräder 7,9, wenn das Schneckenrad 12 gedreht wird. Auf der Seiltrommel 8 sind zwei Seile 15, 16 mit einer Anzahl Windungen derart aufgelegt, daß beide Seile die Welle in derselben Drehrichtung bewegen. Die beiden Seile sind über ortsfeste Scheiben geführt und stehen mit ihrem anderen Ende mit den Federkraftspeichern 19, 20 in Verbindung. Weiterhin ist neben dem Traglager 5 auf der Welle 1 noch eine unrunde Scheibe 21 befestigt, die eine Anschlagfläche 22 besitzt, gegen die sich ein Stützhebel 23 stemmt, der die Welle blockiert. Auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe ist ein zweiter Stützhebel 24 vorgesehen, auf den die Anschlagfläche 22 auf trifft, wenn die Welle sich um i8o° gedreht hat. Die Lage dieser Teile zueinander ist außer aus der Abb. 1 auch aus Abb. 3 zu entnehmen. Die Seilführung über die Scheiben 17, 18 hinweg ist in der Abb. 2 zu erkennen.

Die Arbeitsweise der Schalteinrichtung ist die folgende: Das Aufladen der Kraftfedern 19, 20 geschieht selbsttätig. Zu diesem Zweck kann die Kraftfeder mit einem Kontaktgeber versehen sein, der die Einschaltung des Antriebsmotors auf der Schneckenwelle 13 veranlaßt, sobald die Federn bei Ablauf eines Schaltvorganges entspannt werden. Der Motor läuft so lange, bis die volle Federspannung wieder erreicht ist. Die Aufladung der Kraftspeicher kann auch während eines Schaltvorganges ununterbrochen weitergehen. Steht die Welle ι während des Aufladens still, so kreist das Zahnradvorgelege um das Zahnrad 7, und das Rad 11 wird auf dem Rad 7 abgewälzt. Gleichzeitig mit dem Rad 11 dreht sich das kleinere Rad 10, da es starr mit dem Rad 11 verbunden ist. Hieraus ergibt sich zwangläufig, daß bei dem Abwälzen des Rades 10 auf dem Rad 9 letzteres im Drehsinn der Vorgelegewelle weiterbewegt wird. Um den Betrag der Verschiebung des Rades 9 auf der Seiltrommel zum Rad 7 auf der Antriebswelle werden die Kraftfedern 19, 20 gespannt.

Die Abbildungen zeigen die Ausschaltstellung der Schalteinrichtung bei aufgeladenen Kraftspeichern 19, 20. Sollen die Schalterkontakte geschlossen werden, so wird der Stützhebel 23 entgegen der Spannfeder 25 angelüftet. Hierbei wird die Anschlagfläche 22 der Scheibe 21 freigelegt, und die Kraftspeicher drehen die Welle 1 und damit auch die Kurbel 2 um i8o°, wobei sich die Anschlagfläche 22 gegen den Stützhebel 24 legt.

Diese Drehbewegung genügt, um die Schalterkontakte in die Einschaltlage zu bringen. Soll der Stromfluß im Schalter unterbrochen werden, so wird der Stützer 24 kurzzeitig ausgeklinkt, und der Kraftspeicher dreht die Welle um weitere i8o° in der gleichen Drehrichtung wie beim Einschalten weiter. Auf diese Weise kann, soweit die Spannkraft der Kraftspeicher es zuläßt, die Schalteinrichtung, stets in dem gleichen Drehsinn laufend, den Schalter nach Belieben ein- und ausschalten.

Ist das Schneckengetriebe in Ruhelage und wird die Welle für einen Schaltvorgang freigegeben, so dreht der Kraftspeicher mit der Seiltrommel 8 zugleich das Zahnrad 9 und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit auch das kleinere Vorgelegerad 10.

Das Vorgelegerad 11, das die gleiche Umdrehungszahl macht wie das kleinere Rad 10, treibt das Zahnrad 7 und damit auch die Kurbelwelle 1. Entsprechend der gewählten Durchmesserverhältnisse ist die Drehung des Rades 7 eine schnellere als bei dem Rad 9, so daß schon eine verhältnismäßig kleine Seiltrommelbewegung genügt, die Kurbelwelle um i8o° zu drehen. Stellt sich ein Kurzschluß im Netz ein, so werden die beiden Stützhebel 23 und 24 sofort aneinander anschließend betätigt, so daß die Welle um 360⁰ gedreht wird. Hierbei erfolgt eine Aus-Ein-Schaltung, die bestehenbleibt, wenn die Ursache des Kurzschlusses inzwischen nicht mehr vorhanden ist. Besteht aber der Kurzschluß nach dem Wiedereinschalten weiter, so wird der Kraftspeicher die Welle um weitere i8o° bewegen und damit den Schalter endgültig ausschalten. Sofort nach dem Absinken der Federkraft wird der Antriebsmotor des Schneckengetriebes 12, 13 eingeschaltet, der unabhängig davon, ob ein Schaltvorgang läuft, die Federn wieder bis auf volle Höhe spannt.

Claims

Patentansprüche:

i. Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schaltgeräte mit nur einem Federkraftspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß der über einen im gleichen Drehsinn bewegten Kurbeltrieb die Schaltwelle antreibende Federkraftspeicher so mit seinem Antrieb gekuppelt ist, daß er während seiner Freigabe beim Ein- oder Ausschalten des Schalters gleichzeitig auch aufgeladen werden kann.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher (19, 20) über ein Planetengetriebe (9, 10, 11) mit dem Antrieb (12, 13, 14) und über eine Zahnscheibe (7) des Planetengetriebes mit der Antriebswelle (1) und dem Kurbeltrieb (2, 3) des Schalters unter Zwischenfügung einer Verrastung (21 bis 24) in Verbindung steht.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden des aus einer oder mehreren Federn (19,20) bestehenden Kraftspeichers mittels Seile (15, 16) zu einer auf der Antriebswelle (1) frei drehbar angeordneten Seiltrommel (8) führen, die mit der Zahnscheibe (9) des Planetengetriebes fest gekuppelt ist.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilenden der Federn (19,20) auf entgegengesetzten Seiten der Seiltrommel (8) angreifen und diese im gleichen Drehsinn bewegen.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der beiden Seilenden ein konisch ansteigender Trommelteil vorgesehen ist, der von dem Seil derart umschlungen wird, daß die Verstellkräfte mit dem Nachlassen der Federkraft an einem stetig wachsenden Hebelarm der Seiltrommel wirksam werden.
6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle eine unrunde, mit einer Anschlagfläche (22) versehene Scheibe (21) befestigt ist, die sich jeweils nach einer gewissen Drehung gegen einen Stützhebel (24, 25) lehnt, der die Drehung der Antriebswelle (1) blockiert und der angehoben wird, wenn eine weitere Schaltung durchgeführt werden soll.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 656791, 649403, 615326, 581

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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