EP0172986B1 - Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter - Google Patents

Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter Download PDF

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EP0172986B1
EP0172986B1 EP85103785A EP85103785A EP0172986B1 EP 0172986 B1 EP0172986 B1 EP 0172986B1 EP 85103785 A EP85103785 A EP 85103785A EP 85103785 A EP85103785 A EP 85103785A EP 0172986 B1 EP0172986 B1 EP 0172986B1
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EP
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switch
compression spring
contact plunger
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Hans-Rudolf Wüthrich
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    • Y10T74/18896—Snap action

Definitions

  • the invention relates to a drive device for an electrical switch with pressure contacts, in particular for a vacuum switch, according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a drive device is known for example from DE-GM 81 09 229.6.
  • the lever mechanism has an angle lever.
  • an S-shaped link is formed, into which a fixedly anchored pin engages, while the drive rod is articulated at the end of the other arm.
  • the pivot axis of the angle lever is attached to a plunger, which is coaxial to the contact plunger and how it is longitudinally displaceable. If the angle lever is pivoted, its pivot axis rises or falls, since a fixed pin engages in the S-shaped link.
  • the counterforce emanating from the compression spring surrounding the plunger generates in cooperation with the S-shaped link the pivot axis of the angle lever attached to the tappet shear forces, which are to be absorbed not only by this pivot axis but also by the guidance of the tappet and also stress the tappet to bend.
  • the proposed drive device has the features defined in the characterizing part of patent claim 1.
  • the drive device 10 shown has a box-shaped housing 11 on which an only partially visible vacuum interrupter 12 of a vacuum switch is supported and which in turn is anchored to the rear wall of a drive (not shown) via a support insulator 13.
  • the support insulator 13 is anchored to the end wall of the housing 11, while the side walls of the latter are denoted by 15 and 16.
  • a contact plunger 17 which carries the movable contact piece (not shown), is led out of the vacuum interrupter 12, which contains the switching contacts of the vacuum interrupter, in a vacuum-tight manner, but can be moved out longitudinally.
  • the lower, free end of the contact plunger 17 carries a guide pin 18 running at right angles to it, which extends at both ends through elongated holes 19, 20 formed in the side walls 15, 16 and extending parallel to the direction of movement of the contact plunger 17, and there e.g. is secured by means of split pins 21 'or similar securing elements.
  • a connecting rod 25 is articulated on the guide pin 18 via elongated holes 21, 22 which are formed in the legs 23, 24 of its forked end. This forked end of the connecting rod 25 is surrounded by a sleeve 26 which is displaceable thereon and which is penetrated transversely by the guide pin 18 without play.
  • the lower end of the connecting rod 25 has a shoulder 27 and is also bifurcated.
  • the two legs 28, 29 at the lower end of the connecting rod 25 are penetrated without play by a pin 30 which is parallel to the guide pin 18 and extends at both ends through slits 31, 32 which are formed in the side walls 15, 16 and are congruent with one another and have an S-shape there is also secured by cotter pins 33.
  • the two S-shaped slots 31, 32 together form the S-shaped backdrop.
  • the two legs 28, 29 at the lower end of the connecting rod 25 encompass one end 34 of a drive rod made of electrically insulating material, into which the pin 30 is pressed and which can be moved back and forth in the sense of the double arrow 36 by means of a drive unit, not shown.
  • the connecting rod 25 is surrounded by a compression spring 37 which is supported at one end on the shoulder 27 and at the other end on the lower end face of the sleeve 26.
  • the compression spring thus acts via the sleeve 26, which is pivotable but not axially displaceable with respect to the contact plunger 17 and via the guide pin 18 on the contact plunger 17th
  • Fig. 1 the switch-on position is shown in solid lines. It can be seen that the guide pin 18 does not abut the lower end of the elongated holes 21, 22. The connecting rod 25 is therefore not loaded.
  • the compression spring 37 tensioned in the switched-on position acts on the sleeve 26 and, via this, on the guide pin 18, which, however, can only move parallel to the direction of movement of the contact plunger thanks to the elongated holes 21, 22.
  • the contact plunger is not subjected to any bending stress.
  • the drive device 10 is designed such that the contacts of the vacuum switch come into contact when the connecting rod 25 is in a position in alignment with the direction of displacement of the contact plunger 17, as indicated in FIG. 1 by the dashed line 38 .
  • This can be set, for example, with a change in the length of the outward end of the contact plunger 17, for example with an adjusting nut 39.

Landscapes

  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus dem DE-GM 81 09 229.6 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung weist das Hebelwerk einen Winkelhebel auf. Im Endbereich des einen Armes dieses Winkelhebels ist eine S-förmige Kulisse ausgebildet, in die ein ortsfest verankerter Zapfen angreift, während am Ende des anderen Armes die Antriebsstange angelenkt ist. Die Schwenkachse des Winkelhebels ist an einem Stössel befestigt, der koaxial zum Kontaktstössel und wie dieser längsverschiebbar ist. Wird der Winkelhebel verschwenkt, hebt oder senkt sich dessen Schwenkachse, da ja ein ortsfester Zapfen in die S-förmige Kulisse eingreift. Namentlich wenn der ortsfeste Zapfen im mittleren Bereich der S-förmigen Kulisse ist, die Antriebsvorrichtung sich also zwischen der Ein-und Ausschaltstellung (oder umgekehrt) befindet, erzeugt die von der den Stössel umgebenden Druckfeder ausgehende Gegenkraft im Zusammenwirken mit der S-förmigen Kulisse auf die am Stössel befestigte Schwenkachse des Winkelhebels Scherkräfte, die nicht nur durch diese Schwenkachse, sondern auch durch die Führung de Stössels aufzunehmen sind und ausserdem den Stössel auf Biegung beanspruchen.
  • Bezüglich der auf den Stössel wirkenden Scherkräfte gilt ähnliches für die der US-PS 4.225.765 entnehmbare Antriebsvorrichtung für einen Vakuumschalter, wobei dort aber keine S-förmige Kulisse vorhanden ist.
  • Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne Winkelhebel auskommt, also eines geringeren technischen Aufwandes bedarf, und bei der die bei einem Schalthub auftretenden Kräfte, insbesondere die Scher- oder Querkräfte besser beherrschbar sind.
  • Zu diesem Zweck weist die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale auf.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen An sprüchen definiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2, wobei allerdings der Pleuel ungeschnitten dargestellt ist, und
    • Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 1.
  • Die dargestellte Antriebsvorrichtung 10 besitzt ein kastenförmiges Gehäuse 11, auf dem eine nur teilweise sichtbare Vakuumschaltröhre 12 eines Vakuumschalters abgestützt ist und die ihrerseits über einen Tragisolator 13 an der Rückwand eines Antriebes (nicht dargestellt) verankert ist. Der Tragisolator 13 ist an der Stirnwand des Gehäuses 11 verankert, während die Seitenwände des letzteren mit 15 und 16 bezeichnet sind.
  • Aus der Vakuumschaltröhre 12, die die Schaltkontakte des Vakuumschalters enthält, ist ein Kontaktstössel 17, der das bewegliche Kontaktstück (nicht dargestellt) trägt, vakuumdicht, jedoch längsverschiebbar herausgeführt. Das untere, freie Ende des Kontaktstössels 17 trägt einen rechtwinklig zu diesem verlaufenden Führungsstift 18, der sich beiderends durch in den Seitenwänden 15, 16 ausgebildete parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels 17 verlaufende Langlöcher 19, 20 hindurcherstreckt und daselbst z.B. mittels Splinte 21' oder ähnlichen Sicherungselemente gesichert ist.
  • An dem Führungsstift 18 ist über Langlöcher 21, 22, die in den Schenkeln 23, 24 seines gegabelten Endes ausgebildet sind, ein Pleuel 25 angelenkt. Dieses gegabelte Ende des Pleuels 25 ist von einer auf diesem verschiebbaren Hülse 26 umgeben, die spielfrei vom Führungsstift 18 quer durchsetzt ist. Das untere Ende des Pleuels 25 weist eine Schulter 27 auf und ist ebenfalls gegabelt. Die beiden Schenkel 28, 29 am unteren Ende des Pleuels 25 sind spielfrei von einem zum Führungsstift 18 parallelen Zapfen 30 durchsetzt, der sich beiderends durch in den Seitenwänden 15,16 ausgebildete, unter sich kongruente, S-förmig geformte Schlitze 31, 32 hindurcherstreckt und daselbst ebenfalls durch Splinte 33 gesichert ist. Die beiden S-förmigen Schlitze 31, 32 bilden zusammen die S-förmige Kulisse.
  • Die beiden Schenkel 28,29 am unteren Ende des Pleuels 25 umgreifen das eine Ende 34 einer Antriebsstange aus elektrisch isolierendem Material, in welche der Zapfen 30 eingepresst ist und welche mittels eines nicht dargestellten Antriebsaggregates im Sinne des Doppelpfeiles 36 hin und her verschiebbar ist.
  • Der Pleuel 25 ist von einer Druckfeder 37 umgeben, die einerends auf der Schulter 27 und andernends an der unteren Stirnseite der Hülse 26 abgestützt ist. Somit wirkt die Druckfeder über die Hülse 26, die bezüglich des Kontaktstössels 17 wohl verschwenkbar aber nicht axial verschiebbar ist und über den Führungsstift 18 auf den Kontaktstössel 17.
  • In Fig. 1 ist in ausgezogenen Linien die Einschaltstellung gezeigt. Man erkennt, dass der Führungsstift 18 nicht an dem unteren Ende der Langlöcher 21,22 anliegt. Der Pleuel 25 ist daher nicht belastet. Die in Einschaltstellung gespannte Druckfeder 37 wirkt auf die Hülse 26 und über diese auf den Führungsstift 18, der sich aber dank der Langlöcher 21, 22 nur parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels bewegen kann. Dies bedeutet, dass, obwohl in Einschaltstellung die Druckfeder 37 in einem Winkel zum Kontaktstössel steht, dieser nur der in seiner Verschiebungsrichtung wirksamen Kraftkomponente ausgesetzt ist, während die quer dazu gerichete Kraftkomponente über die Enden des Führungsstiftes 18 in den Langlöchern 19,20 abgestützt ist. Der Kontaktstössel erfährt keinerlei Biegebeanspruchung.
  • Zieht man die Antriebsstange 35 in Fig. 1 nach rechts in die strichpunktiert gezeigte Ausschaltstellung,folgt das untere Ende des Pleuels 25 unter Verschwenkung um den Führungsstift 18 dem Verlauf der Kulisse 31, 32. Die Druckfeder 37 entspannt sich, und, da der Führungsstift 18 zum Anschlagen an die oberen Enden der Langlöcher 21, 22 kommt, wird auch dieser und mit ihm der Kontaktstössel 17 nach unten gezogen.
  • Zu beachten ist, dass jene Bereiche der Kulisse 31, 32, die der Ein- bzw. Ausschaltstellung entsprechen, einen Verlauf haben, der rechtwinklig zum Verlauf des Pleuels 25 in der entsprechenden Schaltstellung ist. Dies heisst aber, dass sowohl in Ein- als auch in Ausschaltstellung die Antriebsstange 35 unbelastet bleibt.
  • Besonders zweckmässig ist es, wenn die Antriebsvorrichtung 10 so ausgelegt wird, dass die Kontakte des Vakuumschalters dann in Berührung gelangen, wenn der Pleuel 25 in einer mit der Verschieberichtung des Kontaktstössels 17 fluchtenden Stellung ist, wie in Fig. 1 mit der gestrichelten Linie 38 angegeben. Dies kann beispielsweise mit einer Veränderung der Länge des nach aussen geführten Endes des Kontaktstössels 17, beispielsweise mit einer Stellmutter 39 eingestellt sind.
  • Zweckmässig ist es auch, die Länge der entspannten Druckfeder 37 so zu wählen, dass sie in Ausschaltstellung bereits vorgespannt ist und im Zuge des Einschalthubes weiter gespannt wird, wenn der Pleuel 25 (in Fig. 1 von rechts kommend) sich der durch die gestrichelte Linie 38 angedeuteten Lage nähert. Dementsprechend ergibt sich eine flache Federcharakteristik und der Kontaktdruck ist auch bei Abbrand der Kontaktstücke gewährleistet, ohne dass das die Antriebsstange 35 treibende Antriebsaggregat eine merkbar grössere Antriebsleistung zu erbringen hätte.

Claims (7)

1. Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter, mit einer hin und her antreibbaren Antriebsstange (35), die über ein Hebelwerk und eine Kulisse (31, 32) an den längsverschiebbar geführten Kontaktstössel (17) des Schalters gekoppelt ist, und mit einer im Zuge eines Einschalthubes spannbaren, auf den Kontaktstössel (17) wirkenden Druckfeder (37), dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels (17) verlaufenden Antriebsstange (35) einen in die ortsfest angeordnete Kulisse (31, 32) eingreifenden Zapfen (30) trägt, an dem das eine Ende (28, 29) eines Pleuels (25) angelenkt ist, dessen anderes Ende (23, 24) über eine Schleppverbindung (21, 22) am Kontaktstössel (17) angelenkt ist, während die mit dem Pleuel (25) verschwenkbare Druckfeder (37) einerends an diesem im Bereich seiner Anlenkstelle an der Antriebsstange (35) und andernends über ein Kopplungsstück (26) am Kontaktstössel (17) abgestützt ist, und dass die Kulisse (31, 32) so geformt ist, dass deren Verlauf in dem der Einschaltstellung entsprechenden Bereich rechtwinklig zur Richtung des Pleuels (25) ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende des Kontaktstössels, an dem die Schleppverbindung angelenkt ist (17) ein rechtwinklig zu diesem sowie parallel zum Zapfen (30) verlanfender Führungsstift (18) befestigt ist, dass der Pleuel (25) an seiner Anlenkstelle am Kontaktstössel (17) wenigstens ein vom Führungsstift (18) durchsetztes Langloch (21, 22) aufweist, wobei beide Enden des Führungsstiftes (18) je in einer ortsfesten, parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels (17) verlaufenden Führung (19, 20) geführt sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das am Kontaktstössel (17) angelenkte Ende des Pleuels (25) gegabelt und von einer Hülse umgeben ist, die quer und spielfrei vom Führungsstift (18) durchsetzt ist, wobei die Druckfeder auf einer Stirnseite der Hülse abgestützt ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel' (25) an seiner Anlenkstelle am Zapfen (30) die Antriebsstange (35) umgreift, während der Zapfen (30) über beide Seiten des Endes des Pleuels (25) verlängert ist und mit seinen Enden in die Kulisse bildende Schlitze (31, 32) eingreift, die in gegenüberliegenden Wänden (15, 16) des Gehäuses (11) der Antriebsvorrichtung ausgebildet sind.
5 Antriebsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen für die Enden des Führungsstiftes (18) geradlinige Schlitze (19, 20) sind, die in denselben Wänden (15, 16) wie die die Kulisse bildenden Schlitze (31, 32) ausgebildet sind.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (37) eine den Pleuel (25) umgebende Schraubenfeder (37) oder ein Tellerfederpaket ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (31, 32) 10 derart geformt ist, dass die Druckfeder (37) vor Erreichen der Einschaltstellung stärker gespannt ist als in Einschaltstellung.
EP85103785A 1984-08-31 1985-03-29 Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter Expired - Lifetime EP0172986B1 (de)

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EP0172986A2 EP0172986A2 (de) 1986-03-05
EP0172986A3 EP0172986A3 (en) 1988-07-27
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