EP0015228A1 - Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung für Schutzschalter mit einem Elektromagneten - Google Patents

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EP0015228A1
EP0015228A1 EP80730013A EP80730013A EP0015228A1 EP 0015228 A1 EP0015228 A1 EP 0015228A1 EP 80730013 A EP80730013 A EP 80730013A EP 80730013 A EP80730013 A EP 80730013A EP 0015228 A1 EP0015228 A1 EP 0015228A1
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coupling
armature
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driver
lever
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Satoru Dipl.-Ing. Nakamura
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/02—Non-polarised relays
    • H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/08—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet
    • H01H51/082—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism
    • H01H51/086—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism with radial ratchet elements
    • H01H51/088—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism with radial ratchet elements moved alternately in opposite directions

Definitions

  • the invention relates to a remotely controllable drive device for switching electrical protection switches on and off with an electromagnet and a drive slide for the actuating handle of the circuit breaker which can be moved by the armature of the electromagnet via a lever mechanism.
  • the known drive device of this type (JS-PS 3 839 050) has two electromagnets, each connected to the drive slide by a lever mechanism, which are alternately energized for switching the circuit breaker on and off.
  • the invention is based on the object to provide a drive device for the same application, which works with reduced dimensions, reduced weight and lower costs with only one electromagnet.
  • the lever mechanism comprises control elements which, in the case of successive strokes of the armature of the electromagnet, cause an alternating activation and deactivation of the circuit breaker on the drive slide. It is therefore sufficient to excite the existing single electromagnet and to switch it off again in order to carry out a switching operation of the circuit breaker.
  • the drive device performs the opposite switching operation from, d. H; for example, a switch-on if a switch-off took place previously
  • the driver for automatically changing the engagement with the one coupling part of the two-armed lever to the other coupling part has such a broadened middle part for guiding on the coupling parts of the two-armed lever that the driver moves over to its rest position when the armature is reset the dead center is performed.
  • the driver is shifted from one position to the other by the coupling parts provided for the power transmission in connection with a special contour of the driver.
  • the driver can have two hook-like ends open on opposite sides at its free end, and the two-armed lever can carry bolts which act as coupling parts and interact with the hook-like ends. These coupling bolts also take over the jack. the driver from one position to the other.
  • An electromagnet 5 of the submersible type comprises a magnet coil 6, a fixed core 7, a movable armature 8 and a yoke 9.
  • the magnet coil 6 carries a fastening pin 10 as an abutment of an over-center spring 16.
  • a two-armed lever 17 is pivotally mounted. The shaft 11 is located above the electromagnet 5 in the housing in which the drive device 1 is housed.
  • a driver 12 the middle part 12c of which is widened or widened and which has hook-like ends 12a and 12b on both sides, is pivotably mounted on the upper end part of the armature 8 by means of a shaft 13, between which shaft 13 and the fixed shaft 11 is underneath Tension a return spring 14 attached such that it constantly pulls the armature 8 up to its rest position.
  • the driver 12 carries in its upper part a pin 15 as an abutment of the over-center spring.
  • the drivers 12 and the two-armed lever 17 are attached as control elements between the drive slide 4 and the armature 8.
  • a first coupling pin 17a transmits the pivoting movements of the two-armed lever 17 to the A ntriebsschieber 4 by engaging in the coupling slit 4a.
  • Another coupling bolt 17b is located between the first coupling bolt 17a and the fixed shaft 11, that is to the left of this, while a third coupling bolt 17c is attached to the two-armed lever 17 to the right of the shaft 11.
  • the three coupling bolts 17a, 17b and 17c are arranged in a line.
  • the coupling pins 17b and 17c of the lever 17 are alternately detected, and by the hook-like ends 12a and 12b of the driver 12 is driven by the action of the electromagnet 5, the lever 17 is pivoted clockwise or counterclockwise, around the A ntriebsschieber 4 upward or downward to push and thereby switch the circuit breaker, not shown, on or off.
  • Fig. 1 shows the state of the parts when the circuit breaker is turned off.
  • the An drive screwdriver 4 moved to uncen and the armature 8 is under the action of the return spring 14 in its rest position.
  • the coupling pin 17a assumes its lower position while the driver 12, together with the armature 8, moves upwards and remains there, while the hook-like end 12b engages the coupling pin 17c of the lever 17.
  • the solenoid 6 is now energized, the armature 8 is attracted by the fixed core 7 against the force of the return spring 14. Then the hook-like end 12b of the driver 12 pulls the coupling bolt 17c according to FIG. 2 and thus the right end of the lever 17th down.
  • the driver 12 is caused to pivot in the direction of the coupling pin 17b when the axis of the over-center spring 16 crosses the axis of the return spring 14. Then the hook-like end 12a engages with the coupling pin 17b, as shown in FIG. 4.
  • the lever 17 is then pivoted counterclockwise by means of the coupling bolt 17b through the hook-like end 12a of the driver 12 when the magnetic coil 6 is excited again. Therefore, the clutch pin 17a drives the drive lever 4 downwards, is pushed up to the operating handle 2 of the circuit breaker, not shown, to its lower open position, as the F i g. 5 shows. If the excitation of the magnetic coil 6 is interrupted, the driver 12 returns upward, while its middle part 12a is guided along the coupling bolt 17b by the biasing force of the return spring 14. When the axis of the over-center spring 16 comes to a position on the right side of the return spring 14, the driver 12 is pivoted back to the side of the coupling pin 17c, thereby restoring the position of the parts shown in FIG. 1.
  • the drive device provides a driver which, with its hook-like ends, alternately cooperates with two coupling bolts of a two-armed lever when the armature of an electromagnet is reset, so that a circuit breaker is switched on and off using a single electromagnet can be. Therefore, the drive device can be manufactured inexpensively with a simple structure and small size.

Abstract

Eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung (1) zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzschalter weist einen Elektromagneten (5) und einen durch den Anker (8) des Elektromagneten über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber (4) für den Betätigungshandgriff (2) eines Schutzschalters auf. Der Hebelmechanismus umfaßt Steuerglieder, die bei aufeinanderfolgenden Hüben des Ankers (8) des Elektromagneten (5) einen abwechselnd das Ein- und Ausschalten des Schutzschalters bewirkenden Kraftangriff an dem Antriebsschieber (4) veranlassen. Als Steuerglieder sind ein an dem Anker (8) gelenkig angebrachter Treiber (12) mit hakenartigen Enden (12a, 12b) und einem verbreiterten Mittelteil (12c) sowie ein zweiarmiger Hebel (17) vorgesehen. Dieser besitzt auf der linken sowie der rechten Seite eines Drehlagers (11) je einen Kupplungsbolzen (17b, 17c) für das Zusammenwirken mit den hakenartigen Enden (12a, 12b) des Treibers (12). Bei der Rückstellung des Ankers (8) in seine Ruhelage wird der Treiber (12) mit seinem verbreiterten Mittelteil (12c) an den Kupplungsbolzen (17b, 17c) derart geführt, daß er unter der Wirkung einer Übertotpunktfeder (16) von dem einen Kupplungsbolzen (z. B. 17c) abgehoben und an den anderen Kupplungsbolzen (z. B. 17b) angelegt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzscnalter mit einem Elektromagneten und einem durch den Anker des Elektromagneten über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber für den Betätigungshandgriff des Schutzschalters.
  • the bekannte Antriebsvorrichtung iieser Art (JS-PS 3 839 050) besitzt zwei durch jeweils einen Hebelmechanismus mit dem Antriebsschieber verbundene Elektromagneten, die zum Ein- bzw. Ausschalten des Schutzschalters abwechselnd erregt werden. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für den gleichen Anwendungszweck zu schaffen, die bei verringerten Abmessungen, verringertem Gewicht und geringeren Kosten mit nur einem Elektromagneten arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Hebelmechanismus Steuerglieder umfaßt, die bei aufeinanderfolgenden Hüben des Ankers des Elektromagneten einen abwechselnd das Ein- und Ausschalten des Schutzschalters bewirkenden Kraftangriff an dem Antriebsschieber veranlassen. Es genügt somit, den vorhandenen einzigen Elektromagneten zu erregen und wieder abzuschalten, um einen Schaltvorgang des Schutzschalters durchzuführen. Bei der folgenden Erregung des Elektromagneten führt die Antriebsvorrichtung den entgegengesetzten Schaltvorgang aus, d. h; zum Beispiel eine Einschaltung, wenn zuvor eine Ausschaltung erfolgte.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Antriebsvorrichtung folgende Teile als Steuerglieder umfassen:
    • a) einen zweiarmigen, an seinem einen Ende mit dem Antriebsschieber zusammenwirkenden Hebel, der beidseitig eines ortsfesten Drehlagers je ein Kupplungsteil trägt;
    • b) einen mit dem Anker des Elektromagneten gelenkig verbundenen Treiber, an dem eine an der Magnetspule befestigte Übertotpunktfeder angreift, die den Treiber nach Ausführung einer Schalthandlung bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage selbsttätig zur Vorbereitung der entgegengerichteten Schalthandlung von dem einen Kupplungsteil trennt und mit dem anderen Kupplungsteil in Eingriff gelangen läßt.
  • Für die Bewegungsumkehr werden somit nur wenige Teile benötigt.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Treiber zum selbsttätigen Wechsel des Eingriffs mit dem einen Kupplungsteil des zweiarmigen Hebels zu dem anderen Kupplungsteil einen derart verbreiterten Mittelteil zur Führung an den Kupplungsteilen des zweiarmigen Hebels besitzt, daß der Treiber bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage über den Totpunkt geführt wird. Das Umlegen des Treibers von der einen Stellung in die andere erfolgt also durch die für die Kraftübertragung vorgesehenen Kupplungsteile in Verbindung mit einer besonderen Kontur des Treibers.
  • Der Treiber Kann an selnem freien Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten offene hakenartige Enden besitzen, und der zweiarmige Hebel kann mit den hakenartigen Enden zusammenwirkende, als Kupplungsteile dienende Bolzen tragen. Diese Kupplungsbolzen übernehmen auch das Umleger. des Treibers aus der einen Stellung in die andere.
  • Die Erfindung wird nun ausführlich anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Die Figuren 1 bis 5 sind Draufsichten, die die Konstruktion und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung für einen Schutzschalter zeigen. Insbesondere zeigt die
    • Fig. 1 die Ausschaltstellung zu beginn des Einschaltvorganges.
    • Die Fig. 2 zeigt den Zustand während des Schaltvorganges unmittelbar nach der Einschaltung.
    • Die Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung während des Überganges zur Vorbereitung der Ausschaltung, nachdem die Einschalthandlung vollendet ist.
    • Die Fig. 4 zeigt den Einschaltzustand zu Beginn der Ausschaltung und
    • die Fig. 5 zeigt den Zustand am Ende des Ausschaltvorganges.
  • Die Fig. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 für einen nicht gezeigten Schutzschalter, dessen Betätigungshandgriff 2 durch einen Antriebsschieber 4 auf- und abwärts bewegbar ist. Eine Führungsstange 3 dient zur geradlinigen Führung des Antriebsschiebers 4, der den Betätigungshandgriff gabelartig übergreift und an seinem Ende einen Kupplungsschlitz 4a besitzt. Ein Elektromagnet 5 des Tauchankertyps umfaßt eine Magnetspule 6, einen feststehenden Kern 7, einen beweglichen Anker 8 und ein Joch 9. Die Magnetspule 6 trägt einen Befestigungsstift 10 als Widerlager einer Ubertotpunktfeder 16. Ferner ist auf einer'feststehenden Welle 11 ein zweiarmiger Hebel 17 schwenkbar gelagert. Die Welle,11 befindet sich oberhalb des Elektromagneten 5 in dem Gehäuse, in dem die Antriebsvorrichtung 1 untergebracht ist.
  • Ein Treiber 12, dessen Mittelteil 12c verbreitert bzw. erweitert ist und der hakenartige Enden 12a und 12b auf beiden Seiten aufweist, ist schwenkbar an dem oberen Endteil des Ankers 8 mittels einer Welle 13 gelagert, Zwischen dieser Welle 13 und der feststehenden Welle 11 ist unter Spannung eine Rückstellfeder 14 derart angebracht, daß sie ständig den Anker 8 nach oben in seine Ruhelage zieht. Der Treiber 12 trägt in seinem oberen Teil einen Stift 15 als Widerlager der Übertotpunktfeder.
  • Als Steuerglieder sind zwischen dem Antriebsschieber 4 und dem Anker 8 der Treiber 12 und der zweiarmige Hebel 17 angebracht. Ein erster Kupplungsbolzen 17a überträgt die Schwenkbewegungen des zweiarmigen Hebels 17 auf den Antriebsschieber 4 durch Eingreifen in dessen Kupplungsschlitz 4a. Ein weiterer Kupplungsbolzen 17b befindet sich zwischen dem ersten Kupplungsbolzen 17a und der feststehenden Welle 11, also links von dieser, während ein dritter Kupplungsbolzen 17c rechts von der Welle 11 an dem zweiarmigen Hebel 17 angebracht ist. Die drei Kupplungsbolzen 17a, 17b und 17c sind in einer Linie angeordnet. Die Kupplungsbolzen 17b und 17c des Hebels 17 werden abwechselnd durch die hakenartigen Enden 12a und 12b des Treibers 12 erfaßt und durch die Wirkung des Elektromagneten 5 so getrieben, daß der Hebel 17 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt geschwenkt wird, um den Antriebsschieber 4 aufwärts oder abwärts zu schieben und dadurch den nicht gezeigten Schutzschalter ein- oder auszuschalten.
  • Die Fig. 1 zeigt den Zustand der Teile, wenn der Schutzschalter ausgeschaltet ist. In diesem Fall ist der Antriebsschreber 4 nach uncen oewegt und der Anker 8 befindet sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 in seiner Ruhelage. Der Kupplungsbolzen 17a nimmt seine untere Stellung ein, während der Treiber 12 zusammen mit dem Anker 8 aufwärtsbewegt ist und dort verbleibt, während das hakenartige Ende 12b den Kupplungsbolzen 17c des Hebels 17 erfaßt. Wird nun die Magnetspule 6 erregt, so wird der Anker 8 durch den feststehenden Kern 7 angezogen entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14. Dann zieht das hakenartige Ende 12b des Treibers 12 entsprechend der Fig. 2 den Kupplungsbolzen 17c und damit das rechte Ende des Hebels 17 abwärts. Als Ergebnis wird der Hebel 17 im Uhrzeigersinn um die feststehende Welle 11 geschwenkt, so daß sein Kupplungsbolzen 17a den Antriebs- . schieber 4 entlang der Führungsstange 3 aufwärts schiebt und dadurch den Betätigungshandgriff 2 in seine Einschaltstellung anhebt. Der nicht gezeigte Schutzschalter wird nun eingeschaltet. Wird in diesem Augenblick die Magnetspule 6 abgeschaltet, dannykehren sowohl der Treiber 12 als auch der Anker 8 unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 nach oben zurück. Dabei gelangt der Treiber 12 mit seinem hakenartigen Ende 12b außer Eingriff mit dem Kupplungsbolzen 17c und wird bei der weiteren Aufwärtsbewegung mit seinem erweiterten Mittelteil 12c durch den Kupplungsbolzen 17c geführt. Wie die Fig. 3 zeigt, wird der Treiber 12 dabei zu einer Schwenkung in Richtung des Kupplungsbolzens 17b veranlaßt, wenn die Achse der Ubertotpunktfeder 16 die Achse der Rückstellfeder 14 überquert. Dann gelangt das hakenartige Ende 12a mit dem Kupplungsbolzen 17b in Eingriff, wie dies die Fig. 4 zeigt.
  • Ausgehend von dieser Stellung der Teile wird dann bei erneuter Erregung der Magnetspule 6 der Hebel 17 mittels des Kupplungsbolzens 17b durch das hakenartige Ende 12a des Treibers 12 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Daher treibt der Kupplungsbolzen 17a den Antriebshebel 4 abwärts, bis der Betätigungshandgriff 2 des nicht gezeigten Schutzschalters zu seiner unteren Ausschaltstellung gedrückt wird, wie dies die Fig. 5 zeigt. Wird die Erregung der Magnetspule 6 unterbrochen, so kehrt der Treiber 12 nach oben zurück, während sein Mittelteil 12a an dem Kupplungsbolzen 17b entlang durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 14 geführt wird. Wenn die Achse der Ubertotpunktfeder 16 in eine Stellung an der rechten Seite der Rückstellfeder 14 gelangt, wird der Treiber 12 zurückgeschwenkt zu der Seite des Kupplungsbolzens 17c, wodurch die in der Fig. 1 gezeigte Lage der Teile wiederhergestellt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ein.Treiber vorgesehen, der mit seinen hakenartigen Enden bei der Rückstellung des Ankers eines Elektromagneten abwechselnd mit zwei Kupplungsbolzen eines zweiarmigen Hebels zusammenwirkt, so daß ein Schutzschalter unter Verwendung eines einzigen Elektromagneten ein- und ausgeschaltet werden kann. Daher kann die Antriebsvorrichtung bei einfachem Aufbau und geringer Größe preiswert hergestellt werden.

Claims (4)

1, Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzschalter mit einem Elektromagneten und einem durch den Anker des Elektromagneten über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber für den Betätigungshandgriff des Schutzschalters, dadurch gekennzeichnet , daß der Hebelmechanismus Steuerglieder (12, 16, 17, 17b, 17c) umfaßt, die bei aufeinanderfolgenden Hüben des Ankers (8) des Elektromagneten (5) einen abwechselnd das Ein-und Ausschalten des Schutzschalters bewirkenden Kraftangriff an dem Antriebsschieber (4) veranlassen.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daβ folgende Teile als Steuerglieder dienen:
a) ein zweiarmiger, an seinem einen Ende mit dem Antriebsschieber (4) zusammenwirkender Hebel (17), der beidseitig eines ortsfesten Drehlagers (11) je ein Kupplungsteil (Kupplungsbolzen 17b, 17c) trägt;
b) ein mit dem Anker (8) des Elektromagneten (5) gelenkig verbundener Treiber (12), an dem eine an der Magnetspule (6) befestigte Ubertotpunktfeder (16) angreift, die den Treiber (12) nach Ausführung einer Schalthandlung bei der Rückstellung des Ankers (8) in seine Ruhelage selbsttätig zur Vorbereitung der entgegengerichteten Schalthandlung von dem einen Kupplungsteil (z. B. Kupplungsbolzen 17b) trennt und mit dem anderen Kupplungsteil (z. B. Kupplungsbolzen 17c) in Eingriff gelangen läßt.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Treiber (12) zum selbsttätigen Wechsel des Eingriffs mit dem einen Kupplungsteil (z. B. Kupplungsbolzen 17b) des zweiarmigen Hebels (17) zu dem anderen Kupplungsteil (z. B. Kupplungsbolzen 17c) einen derart verbreiterten Mittelteil (12c) zur Führung an den Kupplungsteilen (Kupplungsbolzen 17b, 17c) des zweiarmigen Hebels (17) besitzt, daß der Treiber (12) bei der Rückstellung des Ankers ( 8) in seine Ruhelage über den Totpunkt geführt wird.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Treiber (12) an seinem freien Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten hin offene hakenartige Enden (12a, 12b) besitzt und daß der zweiarmige Hebel (17) mit den hakenartigen Enden (12a, 12b) zusammenwirkende, als Kupplungsteile dienende Kupplungsbolzen (17b, 17c) trägt..
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