EP0847065A1 - Drive device for a circuit breaker - Google Patents
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- EP0847065A1 EP0847065A1 EP97116527A EP97116527A EP0847065A1 EP 0847065 A1 EP0847065 A1 EP 0847065A1 EP 97116527 A EP97116527 A EP 97116527A EP 97116527 A EP97116527 A EP 97116527A EP 0847065 A1 EP0847065 A1 EP 0847065A1
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- EP
- European Patent Office
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- switch
- shaft
- drive
- locking
- trigger
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
Definitions
- the invention relates to a drive according to the preamble of the first claim.
- a known drive of this type (DE 36 23 247 A1) for a medium voltage switch has a tension shaft, which on the one hand has an eccentric with an exciting one Tension spring as a closing spring and on the other hand via a Direction dependent, two acting in the same direction Freewheel with one-way Actuating shaft in drive connection.
- Actuator which is an actuator motor and has attachable hand crank.
- One of the freewheels prevents a while turning the actuating shaft Turn back the tension shaft while the other one Cam track is periodically advanced, which is a stepwise further rotation of the tensioning shaft.
- the cam track is driven either by the electric gear motor or via the pluggable Hand crank.
- this tensioned position is the tension shaft by means of a Clamping shaft interacting lockout releasable locked and unlocked when the Switch should be turned on.
- This turns Relaxing closing spring at least up to the tension shaft continue to reach the second dead center position, whereby not only via the coupling device of the switches switched on, but also one assigned to the switch Opening spring tensioned and in tensioned condition is locked.
- the switch can be made from this Switch on position at any time in the Switch off position are transferred.
- the switch-on process is in any case by means of the motor, Hand crank, actuation shaft with cam track and freewheels formed actuator the tension shaft again twisted until the closing spring and the Switch-on lock prevents the tension shaft from turning further, the closing spring is therefore tensioned in the dead center position.
- the disadvantage of this structure is that elements of Actuator and in particular the lockout as well as the switch-on trigger directly with the forces be loaded, which the closing spring on the Exerts tension shaft.
- the invention has for its object in a drive measures according to the preamble of the first claim meet through which a reduction in the torques occurs the actuator and the lockout and on Switch-on triggers can be reached.
- a drive according to the invention is by the between actuator and Tension shaft inserted additional gear stage at operationally rigid slewing ring between the tension shaft and the additional gear stage corresponding to the A reduction ratio accordingly lower Torque achieved on the additional gear stage.
- the switch-on lock coupled to this gear stage, the prevents further rotation and the switch-on trigger to release the locked rotation are therefore in Operation significantly less stressed than at direct coupling with the tensioning shaft.
- the same stands for the spooling movement, for engaging the lockout and for disengaging the pawls by a factor the gear ratio (in the present example 5 times) larger path available, so that the Precision and adjustability requirements can be significantly reduced.
- the Directional locking mechanism geared between the actuating shaft to be moved manually or by motor and the tension shaft is placed.
- the tension shaft carries a tensioning wheel and the drive shaft in contrast in Diameter smaller drive wheel, e.g. over a chain gear rigidly with each other and with the associated Waves are connected.
- the gear ratio is included integer to lock the switch on without any special effort only to take effect after the drive wheel before the dead center of the eccentric at which the Closing spring is maximally tensioned, the last full Revolution has started.
- the switch-on lock can be on the drive shaft provided locking roller, a transverse to the direction of movement Locking roller adjustable locking member and one the control shaft provided control pin. Of the Control pin is so opposite the locking member arranged that he only during the last rotation of the Drive wheel that it before reaching the maximum Clamping stroke of the eccentric executes in the adjustment path of the Lock roller is placed. In this situation occurs Power-on trigger engages with the locking member, the one Resetting the locking member prevented until the Activation trigger is actuated and the blocking element releases.
- the locking member is in particular with a Barrier edge equipped, which is inclined so that a Force component through the contact force of the locking roller arises, which the locking member from the locked position press searches.
- the locking role is particularly on Drive wheel and the control pin arranged on the tensioning wheel, so that additional carriers are not required.
- the locking link the switch-on lock can be used as a flat sheet metal cutout be formed in the form of a lever arm, the one in leading edge protruding the adjustment path of the control pin and on the opposite side in the adjustment path the locking roller protruding locking edge.
- the lever arm is particularly distant from the drive and Tension shaft receiving plane around a parallel to Drive shaft extending pivot and protrudes from there through a drive or tension shaft common receiving level through.
- While the Rising edge and the blocking edge in the middle section can be arranged is at the free end of the lever arm a trigger edge is provided, which in the locked position of the lever arm in engagement with a parallel to the plane of the Trigger flank adjustable trigger of the Switch-on trigger is.
- the Actuator are made ineffective. That can happen that on the tension shaft or the tension wheel a control cam is provided, the one Control switch arrangement immediately after exceeding the maximum clamping stroke of the eccentric an electrical Drive motor switches off and one with the drive wheel in Engaged pawl assembly disengaged puts.
- the primary task is to pick up the Butt-engaging.
- the invention is based on the schematic diagrams of an embodiment explained in more detail.
- a drive device for an electrical switch 1, especially for medium or high voltage purposes is determined, is via a coupling rod 2 with a Lever arm 3a of a shift lever 3 connected to one Switch shaft 4 is pivotally mounted and the second Lever arm 3b after pivoting out of the open in the closed position of the switch 1 with a Locking flank 5 into a locking lug 6 of a release lock 7 engages and also with one end of an opening spring 8 is connected, the other end of which is stationary in one Drive housing 9 is hooked.
- the opening spring 8 is in the off state of switch 1 in operationally relaxed. i.e. in the partially prestressed and with switch 1 switched on in full operation tense condition.
- the shift lever 3 gropes by means of a on the lever arm 3a seated roller 10 a switching cam 11 from which is fixed on a tension shaft 12 and first over a rotation angle of 180 degrees Path section 11a with a constant radius has, which then continuously over a Curve edge 11b rises to a value that at Turn the switching cam 11, the shift lever 3rd pivots so far that the switch 1 in its Closed position and the locking edge 5 in engagement with the Latch 6 arrives. Switch 1 remains in this position locked until the shutdown lock 7 by a Switch-off auxiliary trigger 13 or a manually operated Tripping device is moved away from the locking edge 5.
- An eccentric 14 sits on the tensioning shaft 12 in a rotationally fixed manner whose eccentric pin 15 is one end of a closing spring 16 is attached, the other end of which is stationary with the Drive housing 9 is connected. Additionally sits on the Tension shaft 12 rotatably a tension wheel 17, which as a sprocket is formed and via a chain 18 in non-slip, torsionally rigid drive connection with one on one Drive shaft 19 stuck drive wheel 20 is. There are also two rotationally fixed with the drive shaft 19 Pawl wheels 21 connected to the pawls 22 in Are engaged, which are offset by an angle of rotation Eccentric drives in a reciprocating motion be displaced when an associated actuating shaft 24 is rotated. This can be done manually using a Hand crank 25 or by means of an electric Gear motor 26 take place. The pawls 22 is there each have a return spring 22a assigned to it Ensure engagement with the pawl springs 21.
- a switch-on lock 27 is provided, which only then Further rotation of the drive shaft 19 prevented when the Eccentric pin 15 is just behind top dead center.
- the Switch-on lock 27 is therefore dependent on the rotational position the tension shaft 12 controlled accordingly, so the switch-on lock only during the last rotation of the Drive shaft before exceeding top dead center with the drive shaft 19 cooperates.
- the drive device according to FIGS. 2 to 6 is functionally identical to the drive device according to FIG. 1, the same functional elements with the same reference numbers are provided and only the local assignment of the Functional elements is changed.
- the lockout 27 points accordingly one connected to the drive shaft 19 Locking stop 27a, a transverse to the direction of movement Locking roller 27a adjustable locking member 27b and a control pin 27c provided on the tension shaft 12 on.
- the locking member 27b is about a fixed axis 28 pivoted in the gear housing 9 and as a lever arm trained in a swivel position with a Starting edge 27d in the adjustment path of the control pin 27c and in its other swivel position with a locking edge 27e protrudes into the adjustment path of the locking roller 27a.
- the axis the lever arm 27b is located away from one of the Drive and tension shaft 19, 12 receiving plane, wherein its axis 28 runs parallel to these waves.
- Lever arm 27b is designed as a flat sheet cutout and engages between the shafts 19, 12 through the same receiving plane through.
- the free end of the lever arm a switch-on trigger 29 is assigned to the Interact with one at the free end of the lever arm trained switch-on trigger edge 30 is determined.
- the closing spring 16 generates a further rotating torque caused by the application of force the locking roller 27a on the locking flank 27e the locking member 27b pushes back into the release position.
- the control pin 27c is then no longer within the sphere of influence of Starting edge 27d.
- the closing spring 16 can thereby Tensioning wheel 17 without brakes from the position shown in FIG. 4 in the Turn position according to Fig. 5.
- Shift cam 11 With its rising flank 11b in operative connection with the roller 10 on the shift lever 3 (Fig. 4), which is pivoted so far that the Switch 1 closed and the opening spring 8 tensioned becomes.
- the switching cam 11 immediately closes switch 1 again, which then but when the opening spring 8 is tensioned again immediately via the Switch-off lock 7 can be controlled in the open position, if the fault in the supply network does not reappear has subsided. It is then switched on again however, only possible again when the closing spring 16 is brought into the tensioned position according to FIG. 4 or 6.
- Control spool 38 come to use, with the provided with an elongated hole 28a and opposite the axis 28 against the force of a spring 35a diagonally so far can be moved that the pawls 22 are lifted and / or the control switch arrangement 36 is switched over.
- the control slide 38 is with a Attachment flank 39 provided in the direction of rotation Lock roller 27a is in front of the control edge 27e and that of the locking roller 27a then against the force of the spring 35a Barrier edge 27e is pressed when the control stop 27a comes into active system with the blocking edge 27e.
- the spool consists of two opposite surfaces of the lever arm 27d out Boards that each can operate a pawl 22 and which act on the control switch assembly 36.
- the Normally open contacts 37 can still make work contacts 41 and 42 be provided which a circuit for reporting the Ready for switching on and a circuit for the Control switch-on auxiliary release 34.
- the Switch-on auxiliary trigger 34 can only be actuated when the eccentric 15 has passed top dead center and the locking roller 27a and the locking member 27b Lock slide 38 has moved.
- the switch-on trigger can So only be actuated when the closing spring is full ready to switch on.
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a drive according to the preamble of the first claim.
Ein bekannter Antrieb dieser Art (DE 36 23 247 A1) für
einen Mittelspannungsschalter weist eine Spannwelle auf,
die einerseits über einen Exzenter mit einer zu spannenden
Zugfeder als Einschaltfeder und andererseits über ein
drehrichtungsabhängiges, zwei gleichsinnig wirkende
Freiläufe aufweisendes Drehgesperre mit einer
Betätigungswelle in Antriebsverbindung steht. Für die
Verdrehung der Betätigungswelle dient eine
Betätigungseinrichtung, die einen Betätigungsmotor und eine
ansteckbare Handkurbel aufweist. Einer der Freiläufe
verhindert während des Verdrehens der Betätigungswelle ein
Rückdrehen der Spannwelle, während der andere über eine
Kurvenbahn periodisch fortgeschaltet wird, was eine
schrittweise Weiterdrehung der Spannwelle zur Folge hat.
Der Antrieb der Kurvenbahn erfolgt dabei wahlweise über den
elektrischen Getriebemotor oder über die ansteckbare
Handkurbel. Bei derartigen Anstriebseinrichtungen wird die
Spannwelle solange weitergedreht, bis der Exzenter die
Einschaltfeder gespannt hat und derselbe geringfügig über
den betreffenden Totpunkt hinweggelaufen ist. In dieser
gespannten Lage wird die Spannwelle mittels einer mit der
Spannwelle zusammenwirkenden Einschaltsperre lösbar
verriegelt und die Entriegelung vorgenommen, wenn der
Schalter eingeschaltet werden soll. Hierbei dreht die sich
entspannende Einschaltfeder die Spannwelle zumindest bis
zum Erreichen der zweiten Totpunktlage frei weiter, wodurch
nicht nur über die Koppeleinrichtung der Schalter
eingeschaltet, sondern auch eine dem Schalter zugeordnete
Ausschaltfeder gespannt und in gespanntem Zustand
verriegelt wird. Der Schalter kann aus dieser
Einschaltstellung zu einem beliebigen Zeitpunkt in die
Ausschaltstellung überführt werden. Nach dem
Einschaltvorgang wird jedenfalls mittels der aus Motor,
Handkurbel, Betätigungswelle mit Kurvenbahn und Freiläufen
gebildeten Betätigungseinrichtung die Spannwelle wieder
soweit verdreht, bis die Einschaltfeder und die
Einschaltsperre das Weiterdrehen der Spannwelle verhindert,
die Einschaltfeder also in Übertotpunktlage gespannt ist.
Von Nachteil ist bei diesem Aufbau, daß Elemente der
Betätigungseinrichtung und insbesondere der Einschaltsperre
als auch des Einschaltauslösers unmittelbar mit den Kräften
belastet werden, welche die Einschaltfeder auf die
Spannwelle ausübt.A known drive of this type (
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche eine Verminderung der Drehmomente an der Betätigungseinrichtung und der Einschaltsperre sowie am Einschaltauslöser erreicht werden.The invention has for its object in a drive measures according to the preamble of the first claim meet through which a reduction in the torques occurs the actuator and the lockout and on Switch-on triggers can be reached.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.This object is achieved according to the invention by the characteristic features of the first claim.
Bei einer Ausgestaltung eines Antriebs gemäß der Erfindung wird durch die zwischen Betätigungseinrichtung und Spannwelle eingefügte zusätzliche Getriebestufe bei betrieblich starrer Drehverbindung zwischen der Spannwelle und der zusätzlichen Getriebestufe entsprechend dem Untersetzungsverhältnis ein dementsprechend niedrigeres Drehmoment an der zusätzlichen Getriebestufe erzielt. Die an diese Getriebestufe angekoppelte Einschaltsperre, die eine weitere Drehung verhindert und der Einschaltauslöser zur Freigabe der gesperrten Drehbewegung werden daher im Betrieb entscheidend niedriger beansprucht, als bei direkter Kopplung mit der Spannwelle. Desgleichen steht für die Absteuerbewegung, für das Einfallen der Einschaltsperre und für das Auskuppeln der Schubklinken ein um den Faktor des Übersetzungsverhältnisses (im vorliegenden Beispiel 5fach) größerer Weg zur Verfügung, so daß auch die Ansprüche an die Genauigkeit sowie die Justierbarkeit erheblich reduziert werden können.In one embodiment of a drive according to the invention is by the between actuator and Tension shaft inserted additional gear stage at operationally rigid slewing ring between the tension shaft and the additional gear stage corresponding to the A reduction ratio accordingly lower Torque achieved on the additional gear stage. The switch-on lock coupled to this gear stage, the prevents further rotation and the switch-on trigger to release the locked rotation are therefore in Operation significantly less stressed than at direct coupling with the tensioning shaft. The same stands for the spooling movement, for engaging the lockout and for disengaging the pawls by a factor the gear ratio (in the present example 5 times) larger path available, so that the Precision and adjustability requirements can be significantly reduced.
In der praktischen Ausführung wird vorzugsweise zwischen Betätigungswelle und Spannwelle eine zusätzliche Antriebswelle mechanisch eingeschaltet, wobei das drehrichtungsabhängige Drehgesperre getrieblich zwischen die manuell oder motorisch zu bewegende Betätigungswelle und die Spannwelle gelegt wird. Dabei trägt die Spannwelle ein Spannrad und die Antriebswelle ein demgegenüber im Durchmesser kleineres Antriebsrad, die z.B. über eine Kette getrieblich starr miteinander und mit den zugehörigen Wellen verbunden sind. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei ganzzahlig, um ohne besonderen Aufwand die Einschaltsperre erst dann wirksam werden zu lassen, nachdem das Antriebsrad vor Erreichen des Totpunkts des Exzenters, an dem die Einschaltfeder maximal gespannt ist, die letzte volle Umdrehung begonnen hat. Am Ende dieser letzten Umdrehung, wenn also der Exzenter geringfügig über den Totpunkt hinausgeführt ist, an dem die Einschaltfeder gespannt ist, setzt die Blockierung der Antriebswelle durch die Einschaltsperre ein. Gleichzeitig wird auch die Antriebsverbindung zwischen Betätigungswelle und Antriebswelle aufgehoben. Durch Auslösen der Einschaltsperre wird die Bewegung der Spannwelle von der gespannten Einschaltfeder fortgeführt, wobei gleichzeitig wieder die Betätigungseinrichtung aktiviert werden kann, um das Spannen der Einschaltfeder sofort wieder beginnen zu lassen.In the practical version, preferably between Actuating shaft and tensioning shaft an additional Drive shaft mechanically switched on, the Directional locking mechanism geared between the actuating shaft to be moved manually or by motor and the tension shaft is placed. The tension shaft carries a tensioning wheel and the drive shaft in contrast in Diameter smaller drive wheel, e.g. over a chain gear rigidly with each other and with the associated Waves are connected. The gear ratio is included integer to lock the switch on without any special effort only to take effect after the drive wheel before the dead center of the eccentric at which the Closing spring is maximally tensioned, the last full Revolution has started. At the end of this last turn, if the eccentric is slightly above the dead center is led out, on which the closing spring is tensioned, sets the blocking of the drive shaft by the Power on lock on. At the same time, the Drive connection between the actuation shaft and Drive shaft canceled. By triggering the Switch-on lock is the movement of the tension shaft of the tensioned closing spring continued, at the same time again the actuator can be activated to the tensioning of the closing spring immediately begin again to let.
Die Einschaltsperre kann dabei einen an der Antriebswelle vorgesehene Sperrrolle, ein quer zur Bewegungsrichtung der Sperrrolle verstellbar gelagertes Sperrglied und einen an der Spannwelle vorgesehenen Steuerzapfen aufweisen. Der Steuerzapfen ist dabei so gegenüber dem Sperrglied angeordnet, daß er erst während der letzten Umdrehung des Antriebsrades, die es vor Erreichen des maximalen Spannhubes des Exzenters ausführt, in den Verstellweg der Sperrrolle gestellt wird. In dieser Lage tritt ein Einschaltauslöser mit dem Sperrglied in Eingriff, das ein Rückstellen des Sperrgliedes solange verhindert, bis der Einschaltauslöser betätigt wird und das Sperrglied freigibt. Das Sperrglied ist dabei insbesondere mit einer Sperrflanke ausgestattet, die so geneigt ist, daß eine Kraftkomponente durch die Anlagekraft der Sperrrolle entsteht, welche das Sperrglied aus der Sperrstellung zu drücken sucht. Die Sperrrolle wird dabei insbesondere am Antriebsrad und der, Steuerzapfen am Spannrad angeordnet, so daß Zusatzträger nicht erforderlich sind. Das Sperrglied der Einschaltsperre kann als flacher Blechpatinenausschnitt in Form eines Hebelarmes ausgebildet werden, der eine in den Verstellweg des Steuerzapfens ragende Anlaufflanke und auf der gegenüberliegenden Seite eine in den Verstellweg der Sperrrolle ragende Sperrflanke aufweist. Der Hebelarm ist dabei insbesondere entfernt von einer die Antriebsund Spannwelle aufnehmenden Ebene um eine parallel zur Antriebswelle verlaufende Achse schwenkbar gelagert und ragt von dort durch eine die Antriebs- bzw. Spannwelle gemeinsam aufnehmende Ebene hindurch. Während die Anlaufflanke und die Sperrflanke im mittleren Abschnitt angeordnet sein können, ist am freien Ende des Hebelarms eine Auslöseflanke vorgesehen, welche in der Sperrstellung des Hebelarms in Eingriff mit einem parallel zur Ebene der Auslöseflanke verstellbaren Auslösehebel des Einschaltauslösers steht. Sobald im übrigen die Sperrrolle mit der Sperrflanke in Anlage steht, muß die Betätigungseinrichtung unwirksam gemacht werden. Das kann dadurch geschehen, daß an der Spannwelle bzw. dem Spannrad ein Steuernocken vorgesehen wird, der eine Steuerschalteranordnung sofort nach Überschreiten des maximalen Spannhubs des Exzenters einen elektrischen Antriebsmotor abschaltet und eine mit dem Antriebsrad in Eingriff stehende Schubklinkenanordnung außer Eingriff setzt. Die primäre Aufgabe ist dabei das Aufheben des Schubkinken-Eingriffs. Denn bereits der normale Nachlauf des Motors nach seinem Ausschalten würde zu einer unzulässigen Beanspruchung der wie ein Festanschlag wirkenden Einschaltsperre führen. Bei Handbetätigung, bei der keine Vorwarnung in Bezug auf das Spannbewegungsende erfolgt, könnte es wegen der großen Handkraft zur Zerstörung des Getriebes kommen. Ein überlastetes Sperrglied mit daraus folgender höherer Auflagekraft erfordert zudem eine erhöhte Auslösekraft.The switch-on lock can be on the drive shaft provided locking roller, a transverse to the direction of movement Locking roller adjustable locking member and one the control shaft provided control pin. Of the Control pin is so opposite the locking member arranged that he only during the last rotation of the Drive wheel that it before reaching the maximum Clamping stroke of the eccentric executes in the adjustment path of the Lock roller is placed. In this situation occurs Power-on trigger engages with the locking member, the one Resetting the locking member prevented until the Activation trigger is actuated and the blocking element releases. The locking member is in particular with a Barrier edge equipped, which is inclined so that a Force component through the contact force of the locking roller arises, which the locking member from the locked position press searches. The locking role is particularly on Drive wheel and the control pin arranged on the tensioning wheel, so that additional carriers are not required. The locking link the switch-on lock can be used as a flat sheet metal cutout be formed in the form of a lever arm, the one in leading edge protruding the adjustment path of the control pin and on the opposite side in the adjustment path the locking roller protruding locking edge. The lever arm is particularly distant from the drive and Tension shaft receiving plane around a parallel to Drive shaft extending pivot and protrudes from there through a drive or tension shaft common receiving level through. While the Rising edge and the blocking edge in the middle section can be arranged is at the free end of the lever arm a trigger edge is provided, which in the locked position of the lever arm in engagement with a parallel to the plane of the Trigger flank adjustable trigger of the Switch-on trigger is. As soon as the lock roller is in contact with the blocking edge, the Actuator are made ineffective. That can happen that on the tension shaft or the tension wheel a control cam is provided, the one Control switch arrangement immediately after exceeding the maximum clamping stroke of the eccentric an electrical Drive motor switches off and one with the drive wheel in Engaged pawl assembly disengaged puts. The primary task is to pick up the Butt-engaging. Because already the normal wake of the engine after turning it off would become one impermissible stress like a fixed stop effective switch-on lock. With manual operation, with which has no advance warning regarding the end of the clamping movement done, it could be due to the large hand force Destruction of the gearbox will come. An overloaded one Locking element with the resulting higher tracking force also requires an increased release force.
Diese Maßnahmen können auch mit Hilfe des Sperrgliedes bzw. des Hebelarms ausgeführt werden, wenn die Sperrrolle mit der Sperrflanke in Anlage gelangt und danach noch eine begrenzte Verschiebung des Sperrglieds bzw. Hebelarms ermöglicht wird, durch die die Steuerschalteranordnung betätigt und die Schubklinke aus dem Eingriff mit der Klinkenverzahnung des Antriebsrades gedrückt wird.These measures can also be carried out with the aid of the locking member or of the lever arm are executed when the locking roller with the blocking edge comes into contact and then another limited displacement of the locking member or lever arm is made possible by the control switch assembly actuated and the pawl out of engagement with the Pawl teeth of the drive wheel is pressed.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is based on the schematic diagrams of an embodiment explained in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für einen Schalter in perspektivischer Ansicht,
- Fig. 2
- eine analog zu Fig. 1 wirkende Antriebseinrichtung mit zur Verdeutlichung vor ein Spannrad vorgezogenen Bauelementen bei geöffnetem Schalter und entspannter Einschaltwie Ausschaltfeder,
- Fig. 3
- die Anordnung nach Fig. 2 nach weitgehend gespannter Einschaltfeder und mit der Einschaltsperre verriegeltem Sperrglied,
- Fig. 4
- die Anordnung nach Fig. 2 bei über den maximalen Spannhub hinausgeführter Einschaltfeder und eingelegter Einschaltsperre,
- Fig. 5
- die Anordnung gemäß Fig. 4 nach Auslösung der Einschaltsperre mit eingeschaltetem Schalter, gespannter Ausschaltfeder und minimalem Spannhub der Einschaltfeder,
- Fig. 6
- die Anordnung nach Fig. 5 bei wiedergespannter Einschaltfeder und eingelegter Einschaltsperre und
- Fig. 7
- einen abgeänderten Steuerschieber in Draufsicht und in Seitenansicht.
- Fig. 1
- 1 shows a schematic illustration of a drive device for a switch in a perspective view,
- Fig. 2
- 1 is a drive device acting analogously to FIG. 1, with components drawn forward in front of a tensioning wheel for clarification when the switch is open and the switch-on spring and switch-off spring are relaxed,
- Fig. 3
- 2 after a largely tensioned closing spring and a locking member locked with the closing lock,
- Fig. 4
- 2 with the closing spring extending beyond the maximum clamping stroke and the locking device inserted,
- Fig. 5
- 4 after triggering the switch-on lock with the switch switched on, the spring-loaded switch-off spring and the minimum clamping stroke of the switch-on spring,
- Fig. 6
- the arrangement of FIG. 5 with the tensioned switch-on spring and the engaged lock and
- Fig. 7
- a modified spool in top view and in side view.
Eine Antriebseinrichtung für einen elektrischen Schalter 1,
der insbesondere für Mittel- oder Hochspannungzwecke
bestimmt ist, ist über eine Koppelstange 2 mit einem
Hebelarm 3a eines Schalthebels 3 verbunden, der um eine
Schaltwelle 4 schwenkbar gelagert ist und dessen zweiter
Hebelarm 3b nach einem Verschwenken aus der geöffneten in
die geschlossene Stellung des Schalters 1 mit einer
Rastflanke 5 in eine Rastnase 6 einer Auslösesperre 7
eingreift und zudem mit einem Ende einer Ausschaltfeder 8
verbunden ist, deren anderes Ende ortsfest in einem
Antriebsgehäuse 9 eingehängt ist. Die Ausschaltfeder 8
befindet sich im Ausschaltzustand des Schalters 1 im
betriebsmäßig entspannten. d.h. im teilvorgespannten und
bei eingeschaltetem Schalter 1 im betriebsmäßig voll
gespanntem Zustand. Der Schalthebel 3 tastet mittels einer
am Hebelarm 3a sitzenden Rolle 10 eine Schaltkurvenscheibe
11 ab, die auf einer Spannwelle 12 festgesetzt ist und die
zunächst über einen Drehwinkel von 180 Grad einen
Bahnabschnitt 11a mit einem gleichbleibenden Radius
aufweist, der anschließend kontinuierlich über eine
Kurvenflanke 11b auf einen Wert ansteigt, der beim
Verdrehen der Schaltkurvenscheibe 11 den Schalthebel 3
soweit schwenkt, daß der Schalter 1 in seine
Schließstellung und die Rastflanke 5 in Eingriff mit der
Rastnase 6 gelangt. In dieser Lage bleibt der Schalter 1
verriegelt, bis die Ausschaltsperre 7 durch einen
Ausschalthilfsauslöser 13 oder eine manuelle betätigte
Auslösevorrichtung von der Rastflanke 5 wegbewegt wird.A drive device for an
Auf der Spannwelle 12 sitzt drehfest ein Exzenter 14, an
dessen Exzenterstift 15 ein Ende einer Einschaltfeder 16
angehängt ist, deren anderes Ende ortsfest mit dem
Antriebsgehäuse 9 verbunden ist. Zusätzlich sitzt auf der
Spannwelle 12 drehfest ein Spannrad 17, das als Kettenrad
ausgebildet ist und über eine Kette 18 in schlupffreier,
drehstarrer Antriebsverbindung mit einem auf einer
Antriebswelle 19 festsitzenden Antriebsrad 20 steht.
Drehfest mit der Antriebswelle 19 sind auch zwei
Klinkenräder 21 verbunden, die mit Schubklinken 22 in
Eingriff stehen, welche drehwinkelversetzt über
Exzenterantriebe in eine hin- und hergehende Bewegung
versetzt werden, wenn eine zugehörige Betätigungswelle 24
in Drehung versetzt wird. Dies kann manuell mittels einer
Handkurbel 25 oder mittels eines elektrischen
Getriebemotors 26 erfolgen. Den Schubklinken 22 ist dabei
jeweils eine Rückholfeder 22a zugeordnet, die für den
Eingriff mit den Klinkenfedern 21 sorgen.An eccentric 14 sits on the
Um den Schalter 1 aus der dargestellten Ausschaltstellung
in die Einschaltstellung überführen zu können, wird die
Betätigungswelle 24 gedreht, die über die Schubklinken 22
die Klinkenräder 21 und damit das Antriebsrad 20 in Drehung
versetzen. Das Antriebsrad 20 ist dabei im Durchmesser
kleiner als das Spannrad 17, wobei das
Untersetzungsverhältnis ganzzahlig und vorzugsweise 1:5
betägt. Die mehrmalige Drehung des Antriebsrades 20
überträgt sich auf das Spannrad 17, wodurch der Exzenter 14
aus seiner dargestellten unteren Totpunktlage, in welcher
die Spannwelle 12, der Exzenterstift 15 und der Fußpunkt
16a der Einschaltfeder 16 in einer Linie liegen, die
Einschaltfeder 16 also in ihrer betriebsmäßig entspannten
Lage ist, fortschreitend dem oberen Totpunkt zugeführt
wird, an dem die Einschaltfeder 16 betriebsmäßig gespannt
ist und die Spannwelle 12, der Exzenterstift 15 und der
Fußpunkt 16a wieder in einer Linie liegen. Die Rolle 10
läuft dabei auf dem etwa kreisbogenförmigen
Kurvenbahnabschnitt 11a ab, so daß der Schalter 1 nicht
betätigt wird.To switch 1 from the switch-off position shown
to be able to transfer to the on
Um bei einer Weiterdrehung über den oberen Totpunkt hinaus
ein sofortiges Einschalten des Schalters 1 zu vermeiden,
ist eine Einschaltsperre 27 vorgesehen, die erst dann das
Weiterdrehen der Antriebswelle 19 verhindert, wenn der
Exzenterstift 15 kurz hinter dem oberen Totpunkt steht. Die
Einschaltsperre 27 ist daher abhängig von der Drehstellung
der Spannwelle 12 in entsprechender Weise gesteuert, damit
die Einschaltsperre erst während der letzten Umdrehung der
Antriebswelle vor Überschreiten des oberen Totpunkts mit
der Antriebswelle 19 zusammenwirkt.To go beyond top dead center when turning further
to avoid switching
Die Antriebseinrichtung gemäß den Fig. 2 bis 6 ist funktionsgleich mit der Antriebseinrichtung nach Fig. 1, wobei gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sind und nur die örtliche Zuordnung der Funktionselemente geändert ist.The drive device according to FIGS. 2 to 6 is functionally identical to the drive device according to FIG. 1, the same functional elements with the same reference numbers are provided and only the local assignment of the Functional elements is changed.
Der Schaltzustand nach Fig. 2 entspricht demjenigen der
Fig. l, wobei die Einschaltsperre 27 in den Fig. 2 bis 6
detailliert dargestellt ist. Die Einschaltsperre 27 weist
demnach einen mit der Antriebswelle 19 verbundenen
Sperranschlag 27a, ein quer zur Bewegungsrichtung der
Sperrrolle 27a verstellbar gelagertes Sperrglied 27b und
einen an der Spannwelle 12 vorgesehenen Steuerzapfen 27c
auf. Das Sperrglied 27b ist um eine ortsfeste Achse 28
schwenkbar im Getriebegehäuse 9 gelagert und als Hebelarm
ausgebildet, der in einer Schwenkstellung mit einer
Anlaufflanke 27d in den Verstellweg des Steuerzapfens 27c
und in seiner anderen Schwenkstellung mit einer Sperrflanke
27e in den Verstellweg der Sperrrolle 27a ragt. Die Achse
des Hebelarms 27b liegt dabei entfernt von einer die
Antriebs- und Spannwelle 19, 12 aufnehmenden Ebene, wobei
seine Achse 28 parallel zu diesen Wellen verläuft. Der
Hebelarm 27b ist als flacher Blechausschnitt ausgebildet
und greift zwischen den Wellen 19, 12 durch die dieselben
aufnehmende Ebene hindurch. Dem freien Ende des Hebelarms
ist dabei ein Einschaltauslöser 29 zugeordnet, der für das
Zusammenwirken mit einer am freien Ende des Hebelarms
ausgebildeten Einschaltauslöseflanke 30 bestimmt ist.2 corresponds to that of
FIG. 1, with the switch-on
Bei umlaufender Betätigungswelle 24 wird über die
Schubklinken 22 und die Klinkenräder 21 die Antriebswelle
20 vorliegend im Uhrzeigersinn in Umdrehung versetzt. Das
Spannrad 17 dreht sich in gleicher Drehrichtung und bewegt
den Exzenterzapfen 15 im entsprechenden Kreisbogen nach
oben. Der winkelversetzt angeordnete Steuerzapfen 27c folgt
dieser Bewegung und trifft dann, wenn der Exzenterzapfen 15
gemäß Fig. 3 kurz vor dem oberen Totpunkt steht, auf die
Auflaufflanke 27d des Sperrschiebers 27b auf. Dadurch wird
die Sperrflanke 27e des Sperrschiebers 27b in den Umlaufweg
der Sperrrolle 27a gestellt, wobei die Winkelzuordnung so
getroffen ist, daß dann wenn der Exzenterzapfen 15 den
oberen Totpunkt überschreitet, die Sperrrolle 27a auf die
Sperrflanke 27e aufsetzt. Bevor der Steuerzapfen 27c das
Sperrglied 27b in die Sperrstellung verstellt hat, ist die
Sperrrolle 27a unbehindert von der Sperrflanke 27e daran
vorbeigelaufen. Erst während der letzten Umdrehung der
Sperrrolle 27a vor dem Überschreiten des oberen Totpunkts
wird also das Sperrglied 27b in die Sperrstellung gestellt.
Sobald das Sperrglied 27b die Sperrstellung erreicht hat,
fällt der Einschaltauslöser 29 mit einer Sperrolle 31 durch
die Kraft einer am Einschaltauslöser 29 angreifender Feder
32 vor die Auslöseflanke 30 des Sperrglieds 27b. Das
Sperrglied 27b ist damit in seiner Sperrstellung
verriegelt, bis der Einschaltauslöser 29 durch einen
Einschalthilfsauslöser 34 so verschwenkt wird, daß die
Sperrolle 31 seitlich von der Auslöseflanke 30 abrollt. Da
der Exzenterzapfen 15 dann bereits über die Totpunktlage
hinausgelaufen ist, erzeugt die Einschaltfeder 16 ein
weiterdrehendes Drehmoment, das durch die Krafteinwirkung
der Sperrrolle 27a auf die Sperrflanke 27e das Sperrglied
27b zurück in die Freigabestellung drückt. Der Steuerzapfen
27c steht dann nicht mehr im Wirkungsbereich der
Anlaufflanke 27d. Die Einschaltfeder 16 kann dadurch das
Spannrad 17 ungebremst aus der Stellung gemäß Fig. 4 in die
Stellung gemäß Fig. 5 drehen. Dabei kommt die
Schaltkurvenscheibe 11 mit ihrer ansteigenden Kurvenflanke
11b in Wirkverbindung mit der Rolle 10 am Schalthebel 3
(Fig. 4), der dadurch soweit verschwenkt wird, daß der
Schalter 1 geschlossen und die Ausschaltfeder 8 gespannt
wird. Gleichzeitig erfolgt die Verriegelung zwischen
Rastflanke 5 und Rastnase 6 der Ausschaltsperre 7, so daß
der Schalter 1 in Einschaltstellung und die Ausschaltfeder
in Spannstellung verbleibt. Sobald der Steuerzapfen 15 die
in Fig. 5 dargestellte untere Totpunktlage erreicht, hat
die Rolle 10 die Schaltkurvenscheibe 11 verlassen, so daß
sie ab diesem Zeitpunkt jederzeit an der steil abfallenden
Flanke 11c der Schaltkurvenscheibe 11 zurück in deren
Anfangswirkungsbereich schwenken kann. Durch Betätigen des
Ausschalthilfsauslösers 13 kann die als Winkelhebel
dargestellte schwenkbare Ausschaltsperre 7 entgegen der
Kraft einer Zugfeder 33 im Gegenuhrzeigersinn ausgeschwenkt
werden, so daß der als Nase 6 unter der Lastnase 5
wegschwenkt und die Ausschaltfeder über den Schalthebel 3
den Schalter 1 in Ausschaltstellung bringen kann.When the actuating
Gemäß Fig. 6 wird bei nichtbetätigter Ausschaltsperre 7
automatisch der Antrieb der Betätigungswelle 24 und damit
der Spannwelle 12 über den Antriebsmotor 26 fortgesetzt.
Bei ein- oder ausgeschaltetem Schalter 1 wiederholt sich
dann der Steuervorgang zum Spannen der Einschaltfeder 16,
der eingangs beschrieben wurde. Wenn der Steuerzapfen 27c
wieder die obere Totpunktlage überschritten hat und die
Sperrrolle 27a an der Sperrflanke 27e anliegt und eine
Weiterdrehung verhindert, kann ausgehend von der Stellung
gemäß Fig. 6 bei gespannter Einschaltfeder 16 und
gespannter Ausschaltfeder 8 zunächst durch Betätigen des
Ausschalthilfsauslösers 13 der Schalter 1 in
Ausschaltstellung gebracht werden. Wenn die Ausschaltung
dabei nur für kurze Zeit erforderlich war, weil
beispielsweise ein Blitzeinschlag im zu schaltenden
Versorgungsnetz stattgefunden hatte und die entsprechende
Störung abgeklungen ist, kann durch Betätigen eines
Einschalthilfsauslösers 34, der wie der
Ausschalthilfsauslöser nach Art eines elektromagnetischen
Hammers wirkt, der der Sperrolle 31 abgewandte Hebelarm 29a
des Einschaltauslösers 29 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt
werden, so daß die Sperrolle 31 wieder die
Verriegelungsflanke 30 am Sperrglied 27b freigibt und die
Sperrrolle 27a das Sperrglied 27d durch ihree auf die
Sperrflanke 27e ausgeübte Kraftkomponente aus seinem
Wirkungsbereich herausdrückt. Die Schaltkurvenscheibe 11
schließt daraufhin sofort wieder den Schalter 1, der dann
aber bei gespannter Ausschaltfeder 8 sofort wieder über die
Ausschaltsperre 7 in Offenstellung gesteuert werden kann,
wenn die Störung im Versorgungsnetz doch nicht wieder
abgeklungen ist. Eine erneute Einschaltung ist dann
allerdings erst wieder möglich, wenn die Einschaltfeder 16
in die gespannte Stellung gemäß Fig. 4 oder 6 gebracht ist.6, when the switch-
Nachdem bei Anliegen der Sperrrolle 27a an der Sperrflanke
27e ein weiterer Antrieb nicht erfolgen darf, wird
vorzugsweise mit der Spannwelle 12 ein Steuernocken bewegt,
der einen elektrischen Schalter solange geschlossen hält,
wie sich der Steuerzapfen 15 im Spannhub der Einschaltfeder
16 zwischen dem unteren und oberen Totpunkt (Fig. 2 - 4)
befindet. Während dieser Zeit ist der Getriebemotor 26
eingeschaltet. Eine Einschaltung des Getriebemotors 26
erfolgt demnach erst wieder, wenn ein Einschaltvorgang für
den Schalter 1 ausgeführt wurde.After the locking
Daneben ist es auch möglich, gemäß den Fig. 2 bis 6 den
Hebelarm des Sperrgliedes 27b an seiner Lagerstelle im
Bereich der Achse 28 mit einem Langloch 28a zu versehen,
das eine Verschiebung des Sperrgliedes 27d in den
Wirkungsbereich der Schubklinken 22 gegen die Kraft einer
Feder 35 ermöglicht. Wenn hierbei die Sperrrolle 27a mit
der Sperrflanke 27e nach dem Überschreiten der oberen
Totpunktlage des Steuerzapfens 15 in Anlage gelangt, drückt
die dann von der Einschaltfeder 16 erzeugte Kraft das
Sperrglied 27b im Langloch 28a gegen die Kraft der Feder 35
soweit, daß die Schubklinken 22 aus dem Wirkungsbereich der
Zahnung am Klinkenrad 21 gedrückt werden. Die Schubklinken
22 arbeiten dann leer. Gleichzeitig wird jedoch mit der
Verschiebung des Sperrgliedes 27b eine
Steuerschalteranordnung 36 betätigt, die beispielsweise
einen in den Stromkreis des Antriebsmotors 26
eingeschalteten Ruhekontakt 37 aufweist, der nach dem
Ausheben der Schubklinken 22 öffnet und den Antriebsmotor
26 solange stillsetzt, bis ein Einschaltvorgang ausgelöst
wurde. Danach schließt der Ruhekontakt 37 wieder infolge
Rückstellung des Sperrgliedes 27b in die Lage gemäß Fig. 2,
in welcher die Schubklinken 22 wieder in Eingriff mit dem
Klinkenrad 21 stehen. Der Antriebsmotor 26 verdreht dann
die Spannwelle 12 wieder solange, bis der Exzenter 15 die
obere Totpunktstellung überschritten hat.In addition, it is also possible, according to FIGS. 2 to 6
Lever arm of the locking
Anstelle das Sperrglied 27b insgesamt auf der Achse 28
verschiebbar zu lagern, kann gemäß Fig. 7 ein
Steuerschieber 38 zur Anwendung gelangen, der für sich mit
einem Langloch 28a versehen und gegenüber der Achse 28
entgegen der Kraft einer Feder 35a diagonal soweit
verschoben werden kann, daß die Schubklinken 22 ausgehoben
und/oder die Steuerschalteranordnung 36 umgeschaltet wird.
Zu diesem Zweck ist der Steuerschieber 38 mit einer
Aufsatzflanke 39 versehen, die in Umdrehungsrichtung der
Sperrrolle 27a vor der Steuerflanke 27e steht und die von
der Sperrrolle 27a dann gegen die Kraft der Feder 35a zur
Sperrflanke 27e hingedrückt wird, wenn der Steueranschlag
27a in Wirkanlage mit der Sperrflanke 27e kommt. Zur
Verhinderung gegen Schwenken des Steuerschiebers 38
gegenüber der Achse 28 bzw. gegenüber dem Hebelarm 27b ist
noch eine Langloch-Steuerführung 40 vorgesehen, die nur
eine Parallelverschiebung des Steuerschiebers 38 zuläßt.
Der Steuerschieber besteht dabei aus zwei auf
gegenüberliegenden Flächen des Hebelarms 27d geführten
Platinen, die jede eine Schubklinke 22 betätigen kann und
die auf die Steuerschalteranordnung 36 einwirken. Neben dem
Ruhekontakt 37 können dabei noch Arbeitskontakte 41 und 42
vorgesehen sein, welche einen Stromkreis zur Meldung der
Einschaltbereitschaft und einen Stromkreis für den
Einschalthilfsauslöser 34 steuern. Der
Einschalthilfsauslöser 34 ist erst dann betätigbar, wenn
der Exzenter 15 den oberen Totpunkt überschritten hat und
die Sperrrolle 27a das Sperrglied 27b bzw. den
Sperrschieber 38 verschoben hat. Der Einschaltauslöser kann
also nur betätigt werden, wenn die Einschaltfeder voll
gespannt in Einschaltbereitschaft steht.Instead of the locking
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