EP0756754B1 - Antriebsvorrichtung mit einer sperrvorrichtung gegen ein zurückprellen der schaltwelle - Google Patents

Antriebsvorrichtung mit einer sperrvorrichtung gegen ein zurückprellen der schaltwelle Download PDF

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EP0756754B1
EP0756754B1 EP95915770A EP95915770A EP0756754B1 EP 0756754 B1 EP0756754 B1 EP 0756754B1 EP 95915770 A EP95915770 A EP 95915770A EP 95915770 A EP95915770 A EP 95915770A EP 0756754 B1 EP0756754 B1 EP 0756754B1
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gripper
switch shaft
detent arm
driving arrangement
arrangement according
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/504—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release provided with anti-rebound means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H2001/508—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position with mechanical means to prevent return/reverse movement of movable contact once opening or closing cycle has started

Definitions

  • the invention relates to a drive device Circuit breaker with a common for several poles Switching shaft, which on the one hand is operated by a toggle lever Spring accumulator in the switch-on direction and on the other hand through Switch-off forces on the pole side can be acted upon in the switch-off direction is, as protection against rebounding the shift shaft from their end position when switching off a mechanical locking device is provided.
  • a drive device of this type is through the US-A-4 468 533.
  • the locking device includes thereby a hook-like lever, the hook-like area comes close to a stationary bolt when switched off and spread over it.
  • the one on the shift shaft seated lever mounted hook-like lever is with a Return spring acts on the hook-like lever pulls back and the normal mobility of the selector shaft restores.
  • the bouncing of the selector shaft when the switch-off position is reached is due to a number of different factors dependent. Not only are important in this context the mechanical properties of the moving parts, d. H. your Mass, its elastic caused by the forces Deformation and its speed, but also that of each to be interrupted by the switch contacts of the circuit breaker Electricity, from which an electrodynamic effect the moving parts runs out. Therefore, it prepares considerable Difficulties in designing the aforementioned locking device that they bounce across the entire range of performance Circuit breaker, d. H. from normal operating currents up to the largest short-circuit currents. For example a locking device of the type mentioned in a particular Switching current must be effective, but neither at a lower one even at a higher current. The invention is therefore the Task based on a locking device of the aforementioned Art to train so that regardless of the strength of the Switching process is effective.
  • At least one tentacle is attached to the control shaft and that the gripper is pivotally arranged about a fixed bearing is, the tentacle is a work surface for loading of the gripper in terms of capturing the tentacle.
  • This arrangement is independent of that on the selector shaft seated levers can be used, through which the driving forces initiated in the shift shaft and forwarded by this will. Therefore, the locking device formed by the gripper to be attached at a suitable place and at suitable dimensioning can also be used repeatedly.
  • the Gripper a cavity open on one side with one of the tentacles adapted arcuate outer wall be formed and there may be an overlap between the catch arm and the gripper be dimensioned much larger than this to block the Shift shaft against turning back is required.
  • the working area of the locking device becomes considerable because the gripper extends the tentacle differently can spread without causing a stop in a End position comes, which affect the effectiveness of the device could.
  • the gripper cavity may have an arcuate end wall have, while the tentacle has a straight end edge. This ensures that the gripper is reflected by bouncing even if the overlap pass through completely between the catch arm and the gripper and the gripper with the end face of its cavity hits the end of the tentacle.
  • the locking device can on the selector shaft two identical arrangements of catch arm and gripper arranged and the return springs of the two grippers can be different be strong.
  • the tentacle is close to one that is as stable as possible Bearing is supported.
  • This can be particularly the case with the arrangement can be achieved with two tentacles and grippers that the two grippers are arranged symmetrically to two support plates are which take up the knee levers between them and on which there are shaft bearings for the selector shaft.
  • the grippers can be connected to a protruding over the support plates and at the same time one Stop for the switch-off position of the selector shaft Carrying bolts must be stored.
  • Figure 1 shows a switching shaft of a low-voltage circuit breaker with adjacent parts of a drive device with two locking devices against bouncing the Selector shaft.
  • Figure 2 is in a larger than in Figure 1 Scale one of the locking devices in a side view shown.
  • the control shaft 1 shown in the figures is on two support plates 2 and 3 mounted parallel and rigid are connected together.
  • the support plates 2 and 3 take up a lever arrangement between them, in particular transmit a driving force to the shift shaft Toggle lever 4 belong.
  • One between the support plates 2 and 3 arranged spring not visible in the figures is by a hand lever arranged on the side of the support plate 3 5 exciting.
  • the for latching the spring in tensioned state and for the transmission of the spring force the switch shaft and from there to the switch contacts Parts are common in low voltage circuit breakers known and are therefore not in the present context described in more detail.
  • each of the locking devices 6 comprises a catch arm seated on the control shaft 1 7 with a shape apparent from FIG. 2. Heard further to each of the locking devices 6, a gripper 10, the Figure also emerges in more detail from Figure 2. How one recognizes, the tentacle 7 has an arcuate contour a substantially straight end edge 11. On the overhang End part 12 of the support plates 2 and 3 connecting Support pin 13, the gripper 10 is pivotally mounted.
  • a wire spring one of which serves as the return spring 14 Leg 15 on the control shaft 1 and its other leg 16 abuts the gripper 10, the windings also enclose the protruding end part 12 of the supporting bolt 13.
  • the gripper 10 has a cavity 17 open on one side with an arcuate outer wall 20 that the contour of the Catch arm 7 is adapted. However, one is different arcuate end wall 21 of the cavity 17, which is an areal Touching the end of the tentacle 7 with the gripper 10 excludes.
  • the catch arm 7 also has a working surface 22, which with a cavity 17 with respect to the pivot axis of the gripper 10 opposite extension 23 cooperates.
  • FIG 2 shows the locking device in the idle state, in which the control shaft 1 between its end positions is freely rotatable.
  • the Shift shaft 1 rotates in the direction of that in FIG shown arrow 24 from.
  • the work surface 22 meets of the catch arm 7 against the extension 23 of the gripper 10 and causes the gripper 10 against the force of the return spring 14 to pivot against the direction of rotation of the selector shaft 1.
  • the end edge 11 and the cavity move 17 towards each other.
  • the gripper overlaps work surface 22 on extension 23 10 with its cavity 17 the tentacle 7 to different degrees. As soon as a certain overlap between these parts is reached the shift shaft 1 cannot rebound.
  • the gripper 10 returns the starting position shown back and gives the tentacle 7 free again.
  • This process is considerable Range of forces that the selector shaft at the is exposed to different switching processes.
  • the gripper 10 always remains in engagement with it for a certain time the tentacle 7, because a radial collision of the tentacle 7 and the gripper 10 usually does not take place and thus the gripper 10 is not thrown back prematurely by bouncing can be.
  • the support plates are on both sides 2 and 3 a catch arm 7 and a gripper 10 each. Differently is only the strength of the return spring 14, whereby one of the devices at lower and the another device at higher speeds of the switch-off process is effective.

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

In einer Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters ist eine Sperrvorrichtung vorgesehen, um ein Zurückprellen der Schaltwelle aus der Ausschaltstellung zu verhindern. Die Sperrvorrichtung (6) umfaßt einen auf der Schaltwelle (1) sitzenden Fangarm (7) sowie einen um ein ortsfestes Lager schwenkbaren Greifer (10). Der Greifer (10) besitzt einen bogenförmigen Hohlraum zum Übergreifen des Fangarmes (7) mit beträchtlicher Überdeckung. Durch eine Arbeitsfläche an dem Fangarm (7) wird der Greifer (10) so beaufschlagt, daß er mit seinem Hohlraum (17) über den Fangarm (7) greift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle, die einerseits über Kniehebel durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschaltsinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle aus ihrer Endlage beim Ausschalten eine mechanische Sperrvorrichtung vorgesehen ist.
Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist durch die US-A-4 468 533 bekannt geworden. Die Sperrvorrichtung umfaßt dabei einen hakenartigen Hebel, dessen hakenartiger Bereich beim Ausschalten in die Nähe eines ortsfesten Bolzens gelangt und diesen übergreift. Der an einem auf der Schaltwelle sitzenden Hebel gelagerte hakenartige Hebel ist mit einer Rückstellfeder beaufschlagt, die den hakenartigen Hebel wieder zurückzieht und die normale Bewegbarkeit der Schaltwelle wieder herstellt.
Das Prellen der Schaltwelle beim Erreichen der Ausschaltstellung ist von einer Reihe unterschiedlicher Faktoren abhängig. Von Bedeutung sind in diesem Zusammenhang nicht nur die mechanischen Eigenschaften der bewegten Teile, d. h. ihre Masse, ihre durch die auftretenden Kräfte bewirkte elastische Verformung und ihre Geschwindigkeit, sondern auch der jeweils von den Schaltkontakten des Leistungsschalters zu unterbrechende Strom, von dem eine elektrodynamische Wirkung auf die bewegten Teile ausgeht. Daher bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die erwähnte Sperrvorrichtung so auszubilden, daß sie das Prellen im gesamten Leistungsbereich eines Leistungsschalters, d. h. von normalen Betriebsströmen bis zu den größten Kurzschlußströmen beherrscht. Beispielsweise kann eine Sperrvorrichtung der genannten Art bei einem bestimmten Schaltstrom wirksam sein, dagegen weder bei einem niedrigeren noch bei einem höheren Strom. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ungeachtet der Stärke des Schaltvorganges wirksam ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der Schaltwelle wenigstens ein Fangarm befestigt ist und daß der Greifer um ein ortsfestes Lager schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm eine Arbeitsfläche zur Beaufschlagung des Greifers im Sinne einer Erfassung des Fangarmes besitzt. Diese Anordnung ist unabhängig von den auf der Schaltwelle sitzenden Hebeln verwendbar, durch welche die Antriebskräfte in die Schaltwelle eingeleitet und von dieser weitergeleitet werden. Daher ist die durch den Greifer gebildete Sperrvorrichtung an einer geeigneten Stelle anzubringen und bei geeigneter Dimensionierung ggfs. auch mehrfach anwendbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Greifer einen einseitig offenen Hohlraum mit einer dem Fangarm angepaßten bogenförmigen Außenwand ausgebildet sein und eine Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer kann wesentlich größer bemessen sein, als dies zur Sperrung der Schaltwelle gegen Zurückdrehen erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Arbeitsbereich der Sperrvorrichtung erheblich erweitert, weil der Greifer den Fangarm unterschiedlich weit übergreifen kann, ohne daß es zu einem Anschlag in einer Endstellung kommt, was die Wirksamkeit der Vorrichtung beeinträchtigen könnte.
Der Hohlraum des Greifers kann eine bogenförmige Endwand aufweisen, während der Fangarm eine gerade Endkante besitzt. Hierdurch wird erreicht, daß eine Reflexion des Greifers durch Prellen auch dann unterbleibt, wenn die Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer vollständig durchlaufen wird und der Greifer mit der Endfläche seines Hohlraumes gegen das Ende des Fangarmes stößt.
Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Erweiterung des Arbeitsbereiches der Sperrvorrichtung können an der Schaltwelle zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm und Greifer angeordnet und die Rückstellfedern der beiden Greifer können unterschiedlich stark bemessen sein.
Für die Wirksamkeit der beschriebenen Sperrvorrichtung ist es günstig, wenn der Fangarm nahe einem möglichst tragfähigen Lager abgestützt ist. Dies kann insbesondere bei der Anordnung mit zwei Fangarmen und Greifern dadurch erreicht werden, daß die beiden Greifer symmetrisch zu zwei Tragplatten angeordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle befinden. Hierbei können die Greifer an einem die Tragplatten verbindenden, über die Tragplatten überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle bildenden Tragbolzen gelagert sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt eine Schaltwelle eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit angrenzenden Teilen einer Antriebsvorrichtung mit zwei Sperrvorrichtungen gegen ein Prellen der Schaltwelle.
In der Figur 2 ist in einem gegenüber der Figur 1 größeren Maßstab eine der Sperrvorrichtungen in einer Seitenansicht dargestellt.
Die in den Figuren gezeigte Schaltwelle 1 ist an zwei Tragplatten 2 und 3 gelagert, die parallel zueinander und starr miteinander verbunden angeordnet sind. Die Tragplatten 2 und 3 nehmen zwischen sich eine Hebelanordnung auf, zu der insbesondere eine Antriebskraft auf die Schaltwelle übertragende Kniehebel 4 gehören. Ein zwischen den Tragplatten 2 und 3 angeordneter, in den Figuren nicht sichtbarer Federspeicher ist durch einen seitlich der Tragplatte 3 angeordneten Handhebel 5 spannbar. Die zur Verklinkung des Federspeichers in gespanntem Zustand sowie zur Übertragung der Federkraft auf die Schaltwelle und von dort zu den Schaltkontakten dienenden Teile sind bei Niederspannungs-Leistungsschaltern allgemein bekannt und werden daher im vorliegenden Zusammenhang nicht näher beschrieben.
Als Sperrvorrichtung gegen ein Zurückdrehen der Schaltwelle 1 in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontakte, nachdem die Schaltwelle im Zuge des Ausschaltens ihre Endstellung erreicht hat, sind zwei Sperrvorrichtungen vorgesehen, die als Ganzes mit 6 bezeichnet und symmetrisch zu den Tragplatten 2 und 3 angeordnet sind. Jede der Sperrvorrichtungen 6 umfaßt einen auf der Schaltwelle 1 sitzenden Fangarm 7 mit einer aus der Figur 2 ersichtlichen Form. Ferner gehört zu jeder der Sperrvorrichtungen 6 ein Greifer 10, dessen Gestalt gleichfalls näher aus der Figur 2 hervorgeht. Wie man erkennt, weist der Fangarm 7 eine bogenförmige Kontur mit einer im wesentlichen geraden Endkante 11 auf. Auf dem überstehenden Endteil 12 eines die Tragplatten 2 und 3 verbindenden Tragbolzens 13 ist der Greifer 10 schwenkbar gelagert. Als Rückstellfeder 14 dient eine Drahtbiegefeder, deren einer Schenkel 15 an der Schaltwelle 1 und deren anderer Schenkel 16 an dem Greifer 10 anliegt, wobei die Windungen gleichfalls den überstehenden Endteil 12 des Tragbolzens 13 umschließen. Der Greifer 10 besitzt einen einseitig offenen Hohlraum 17 mit einer bogenförmigen Außenwand 20, die der Kontur des Fangarmes 7 angepaßt ist. Unterschiedlich ist jedoch eine bogenförmige Endwand 21 des Hohlraumes 17, die eine flächenhafte Berührung des Endes des Fangarmes 7 mit dem Greifer 10 ausschließt.
Der Fangarm 7 besitzt ferner eine Arbeitsfläche 22, die mit einem dem Hohlraum 17 bezüglich der Schwenkachse des Greifers 10 gegenüberliegenden Fortsatz 23 zusammenwirkt.
In der Figur 2 ist die Sperrvorrichtung im Ruhezustand dargestellt, in welcher die Schaltwelle 1 zwischen ihren Endstellungen beliebig drehbar ist. Beim Ausschalten führt die Schaltwelle 1 eine Drehung in Richtung des in der Figur 2 gezeigten Pfeiles 24 aus. Dabei trifft die Arbeitsfläche 22 des Fangarmes 7 gegen den Fortsatz 23 des Greifers 10 und veranlaßt den Greifer 10 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14 zu einer Schwenkung entgegen dem Drehsinn der Schaltwelle 1. Somit bewegen sich die Endkante 11 und der Hohlraum 17 aufeinander zu. Je nach der Stärke des Aufschlages der Arbeitsfläche 22 auf den Fortsatz 23 übergreift der Greifer 10 mit seinem Hohlraum 17 den Fangarm 7 unterschiedlich weit. Sobald eine gewisse Überdeckung zwischen diesen Teilen erreicht ist, kann die Schaltwelle 1 nicht zurückprellen. Erst nach dem Abklingen des Prellvorganges kehrt der Greifer 10 in die dargestellte Ausgangslage zurück und gibt den Fangarm 7 wieder frei. Dieser Vorgang ist in einem beträchtlichen Bereich von Kräften wirksam, denen die Schaltwelle bei den unterschiedlichen Schaltvorgängen ausgesetzt ist. Dabei bleibt der Greifer 10 stets eine gewisse Zeit im Eingriff mit dem Fangarm 7, weil ein radiales Zusammenstoßen des Fangarmes 7 und des Greifers 10 in der Regel nicht stattfindet und somit der Greifer 10 nicht vorzeitig durch Prellen zurückgeworfen werden kann. Selbst dann, wenn bei einem besonders heftigen Aufprall die Endkante 11 des Fangarmes 7 zur Anlage an der Endwand 21 gelangt, führt dies nicht zu einem Zurückprellen, weil aufgrund der gewählten Form der Teile überwiegend in Richtung der Lagerung des Greifers 10 wirkende Stoßkräfte entstehen.
Wie bereits erwähnt, ist zu beiden Seiten der Tragplatten 2 und 3 je ein Fangarm 7 und ein Greifer 10 angeordnet. Unterschiedlich ist lediglich die Stärke der Rückstellfeder 14, wodurch die eine der Vorrichtungen bei geringeren und die andere Vorrichtung bei größeren Geschwindigkeiten des Ausschaltvorganges wirksam ist.

Claims (6)

  1. Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle (1), die einerseits über Kniehebel (4) durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschaltsinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle (1) aus ihrer Endlage beim Ausschalten ein durch eine Rückstellfeder (14) beaufschlagter Greifer (10) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltwelle (1) wenigstens ein Fangarm (7) befestigt ist und daß der Greifer (10) um ein ortsfestes Lager (12) schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm (7) eine Arbeitsfläche (22) zur Beaufschlagung des Greifers (10) im Sinne einer Erfassung des Fangarmes (7) besitzt.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (10) einen einseitig offenen Hohlraum (17) mit einer dem Fangarm (7) angepaßten bogenförmigen Außenwand (20) ausgebildet ist und daß eine Übderdeckung zwischen dem Fangarm (7) und dem Greifer (10) wesentlich größer bemessen ist, als dies zur Sperrung der Schaltwelle (1) gegen Zurückdrehen erforderlich ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (17) des Greifers (10) eine bogenförmige Endwand (21) aufweist und daß der Fangarm (7) eine gerade Endkante (11) besitzt.
  4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltwelle (1) zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm (7) und Greifer (10) angeordnet sind und daß die Rückstellfedern (14) der beiden Greifer (10) unterschiedlich stark bemessen sind.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (10) symmetrrisch zu zwei Tragplatten (2, 3) angeordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel (4) aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle (1) befinden.
  6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (10) an einem die Tragplatten (2, 3) verbindenden, über die Tragplatten (2, 3) überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle (1) bildenden Tragbolzen (13) gelagert sind.
EP95915770A 1994-04-20 1995-04-10 Antriebsvorrichtung mit einer sperrvorrichtung gegen ein zurückprellen der schaltwelle Expired - Lifetime EP0756754B1 (de)

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