EP1188172B1 - Snap-action mechanism for electrical switchgear - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H3/001—Means for preventing or breaking contact-welding
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
- H01H5/04—Energy stored by deformation of elastic members
- H01H5/06—Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs
Definitions
- the invention relates to a jump drive for electrical switching devices, in particular for medium-voltage switchgear.
- This spring drive device has a rotationally fixed to the drive shaft connected actuating and tensioning disc for one in a substantially transverse to the drive shaft given plane arranged drive spring and a rotatably mounted on the drive shaft and on the drive spring on the drive shaft side articulated transmission member. This in turn is connected to the switch shaft of the switching device via a linkage.
- the actuation and The tensioning disk acts with the hinge pin connecting the drive spring to the transmission element together and has a circular sector-shaped cutout to form a length limited movement path and of driving flanks for this and thus also for the transmission element and the mainspring on.
- the actuating disc When the switching device is switched off and also when it is switched on by actuating the Drive shaft, the actuating disc is also rotated and carried out, taking the hinge pin with it until the dead center is reached, a forced movement with energy absorption in the drive spring. After the dead center is exceeded, the drive spring relaxes, releasing spring energy abruptly and independently of the action of the operator, so that depending on the design of the switch always the same switching energy and switching speed are available and the opening and closing of the contacts of the switch ultimately independent of subjective influences by the operator.
- a disadvantage of this drive is that when the drive shaft is actuated in the switch-off direction failure can occur and the drive spring probably over the dead center and behind this in a stable Position can be reached, however, without the contacts being separated, since those for separating the contacts required switching energy, especially with a higher short-circuit power with accordingly higher contact forces or switches that have not been adequately maintained for a long time, from the mainspring is not available. is applicable.
- the position reached is stable, the is Spring drive not in its defined end position for a completed shutdown. In case of carelessness by the operator, i.e. if this position is maintained, the switch remains closed.
- the invention has for its object a jump drive for electrical devices according to the To design the preamble of claim 1 so that the required when switching off the switching device Switch-off force to overcome the contact forces is reliably applied and transmitted.
- the invention is that in a substantially a drive shaft with a non-rotatably on this arranged actuating disc for a drive spring and a rotatable on this drive shaft mounted and articulated on the drive spring transmission link, which is connected by a linkage acts on the switch shaft, having jump drive between the transmission member and the connecting rod a compression spring arranged on one of the two spring drive parts is provided, which in the event of a switch-off movement after the
- the compression spring is preferably arranged on the transmission link and for engagement with the connecting rod mounted on a spring guide rod aligned with this.
- the linkage can on the drive shaft side via a hinge pin on a rotatable on the drive shaft mounted drive lever be articulated. This drive lever then serves as an abutment for the compression spring.
- the actuating disk has an annular recess in an advantageous and known manner Formation of a movement path and driving flanks for the drive spring with the transmission member connecting hinge pin.
- the transmission link also has such a recess for the connecting rod with the Drive lever articulated connecting hinge pin. This allows a drive movement in a simple manner of the transmission link, caused by released spring energy, on the connecting rod respectively.
- the spring drive shown in Fig. 1 for a switching device has a drive shaft 1 and a rotationally fixed connected with this actuating disc 2 with an annular recess 3 with two driving flanks 4 for a hinge pin 5 on a perpendicular to the drive shaft 1 on a spring guide rod 6 arranged drive spring 7 and a rotatably mounted on the drive shaft 1 Transfer element 8 is arranged, which is connected via a linkage 9 with the, not shown Switch shaft of the switching device is in operative connection.
- the drive spring 5 is on the drive shaft 1 facing away from an abutment 10, which has a recess 11 for the spring guide rod 6 has.
- the transmission link 8 designed as a double lever is also with a annular recess 12 for forming a movement path and driving flanks 13 for Provide a hinge pin 14, via which the connecting rod 9 on a on the drive shaft 1st rotatably mounted drive lever 15 is articulated.
- a bracket 16 for one Slidably arranged spring guide rod 17 is attached, on which a compression spring 18 is arranged.
- the bracket 16 is designed so that the spring guide rod 17 tangential to the recess 12th arranged and can be brought into engagement with the drive lever 15.
- the transmission member 8 reaches the drive lever 15 with the compression spring 18 and is compressed and in turn pushes the transmission member 8 back with the drive spring 7.
- the operator again drives the drive shaft 1 so that the compression spring 18 is fully compressed and "on block” pressed on the drive lever 15 and the switch-off process with the support of the operator is triggered, the drive spring when overcoming the required breakaway force 7 and the compression spring 18 relax and ensure a high switching speed.
- 2 is the Position of the spring drive shown, in which the compression spring 18 purchase block "abuts the drive lever 15.
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für Mittelspannungsschaltanlagen.The invention relates to a jump drive for electrical switching devices, in particular for medium-voltage switchgear.
Elektrische Schaltgeräte, insbesondere Lasttrennschalter, benötigen im allgemeinen einen mittelbar wirkenden Antrieb, um sicherzustellen, daß die Schaltungen unabhängig von der Bedienperson immer mit gleicher und ausreichender Geschwindigkeit erfolgen. Zu diesen mittelbaren Antrieben zählen die Sprungantriebe, mit deren Hilfe über einen aufgeladenen Energiespeicher das sprunghafte Schalten erfolgt.Electrical switching devices, in particular switch disconnectors, generally require an indirect one Drive to ensure that the circuits are always connected regardless of the operator same and sufficient speed. These indirect drives include the jump drives, With the help of a charged energy storage, the sudden switching takes place.
Eine Sprungantriebsvorrichtung zum sprunghaften Einschalten eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Feder-Energiespeicher (Antriebsfeder), der in Verbindung mit einer Antriebswelle gespannt wird und nach seiner Entklinkung durch Überschreitung einer Totpunktstellung auf die Schalterwelle einwirkt, ist aus der DE 28 50 761 C3 bekannt. Diese Sprungantriebsvorrichtung weist eine drehfest mit der Antriebswelle verbundene Betätigungs- und Spannscheibe für einen in einer im wesentlichen quer zur Antriebswelle gegebenen Ebene angeordnete Antriebsfeder und ein drehbeweglich an der Antriebswelle gelagertes und an die Antriebsfeder antriebswellenseitig angelenktes Übertragungsglied auf. Dieses wiederum ist über ein Verbindungsgestänge mit der Schalterwelle des Schaltgerätes verbunden. Bei einer Betätigung der Antriebswelle durch eine Bedienperson und einer damit verbundenen Energieaufnahme und Spannung sowie Lageveränderung der Antriebswelle bis zur Überschreitung deren Totpunktstellung wird deren Federkraft sprungartig, also mit hoher Geschwindigkeit, freigesetzt und wirkt über das Übertragungsglied und das Verbindungsgestänge auf die Schalterwelle des Schaltgerätes ein. Die Betätigungs- und Spannscheibe wirkt dabei mit dem die Antriebsfeder mit dem Übertragungsglied verbindenden Gelenkbolzen zusammen und weist einen kreissektorförmigen Ausschnitt zur Ausbildung einer in ihrer Länge begrenzten Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken für diesen und damit auch für das Übertragungselement und die Antriebsfeder auf.A jump drive device for the sudden switching on of an electrical switching device with a Spring energy storage (drive spring), which is tensioned in connection with a drive shaft and after its release by acting on a dead center position acts on the switch shaft known from DE 28 50 761 C3. This spring drive device has a rotationally fixed to the drive shaft connected actuating and tensioning disc for one in a substantially transverse to the drive shaft given plane arranged drive spring and a rotatably mounted on the drive shaft and on the drive spring on the drive shaft side articulated transmission member. This in turn is connected to the switch shaft of the switching device via a linkage. When actuated the drive shaft by an operator and an associated energy consumption and voltage and change in position of the drive shaft until its dead center position is exceeded Spring force is released suddenly, i.e. at high speed, and acts via the transmission link and the connecting rod on the switch shaft of the switching device. The actuation and The tensioning disk acts with the hinge pin connecting the drive spring to the transmission element together and has a circular sector-shaped cutout to form a length limited movement path and of driving flanks for this and thus also for the transmission element and the mainspring on.
Bei einer Ausschaltung des Schaltgerätes und auch bei einer Einschaltung durch eine Betätigung der Antriebswelle wird die Betätigungsscheibe unter Mitnahme des Gelenkbolzens ebenfalls gedreht und vollzieht bis zum Erreichen des Totpunktes eine Zwangsbewegung unter Energieaufnahme in die Antriebsfeder. Nach Überschreitung des Totpunktes entspannt sich die Antriebsfeder unter Freisetzung von Federenergie sprungartig und unabhängig vom Wirken der Bedienperson, so daß in Abhängigkeit von der konstruktiven Auslegung des Schalters stets die gleiche Schaltenergie und auch Schaltgeschwindigkeit zur Verfügung stehen und das Öffnen und Schließen der Kontakte des Schalters letztlich unabhängig von subjektiven Einflüssen durch die Bedienperson erfolgen.When the switching device is switched off and also when it is switched on by actuating the Drive shaft, the actuating disc is also rotated and carried out, taking the hinge pin with it until the dead center is reached, a forced movement with energy absorption in the drive spring. After the dead center is exceeded, the drive spring relaxes, releasing spring energy abruptly and independently of the action of the operator, so that depending on the design of the switch always the same switching energy and switching speed are available and the opening and closing of the contacts of the switch ultimately independent of subjective influences by the operator.
Nachteilig bei diesem Antrieb ist, daß bei der Betätigung der Antriebswelle in die Ausschaltrichtung Versager auftreten können und die Antriebsfeder wohl über den Totpunkt und hinter diesem in eine stabile Position gelangen kann, jedoch ohne daß die Kontakte getrennt werden, da die für das Trennen der Kontakte erforderliche Schaltenergie, insbesondere bei einer höheren Kurzschlußleistung mit entsprechend höheren Kontaktkräften oder bei längere Zeit nicht ausreichend gewarteten Schaltern, aus der Antriebsfeder nicht zur Verfügung steht. aufbringbar ist. Obwohl die erreichte Position stabil ist, befindet sich der Sprungantrieb nicht in seiner definierten Endstellung für eine vollzogene Ausschaltung. Bei Unachtsamkeit durch die Bedienperson, d.h. bei Beibehaltung dieser Position, bleibt der Schalter somit geschlossen.A disadvantage of this drive is that when the drive shaft is actuated in the switch-off direction failure can occur and the drive spring probably over the dead center and behind this in a stable Position can be reached, however, without the contacts being separated, since those for separating the contacts required switching energy, especially with a higher short-circuit power with accordingly higher contact forces or switches that have not been adequately maintained for a long time, from the mainspring is not available. is applicable. Although the position reached is stable, the is Spring drive not in its defined end position for a completed shutdown. In case of carelessness by the operator, i.e. if this position is maintained, the switch remains closed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sprungantrieb für elektrische Schhaltgeräte nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß beim Ausschalten des Schaltgerätes die erforderliche
Ausschaltkraft zur Überwindung der Kontaktkräfte zuverlässig aufgebracht und übertragen wird.The invention has for its object a jump drive for electrical devices according to the
To design the preamble of
Diese Aufgabe wird bei einem Sprungantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.This object is achieved in a jump drive according to the preamble of
Die Erfindung besteht darin, daß bei einem im wesentlichen eine Antriebswelle mit einer drehfest an dieser angeordneten Betätigungsscheibe für eine Antriebsfeder und einem drehbeweglich an dieser Antriebswelle gelagerten und an der Antriebsfeder angelenkten Übertragungsglied, das über ein Verbindungsgestänge auf die Schalterwelle wirkt, aufweisenden Sprungantrieb zwischen dem Übertragungsglied und dem Verbindungsgestänge eine an einem der beiden Sprungantriebsteile angeordnete Druckfeder vorgesehen ist, die bei einer Ausschaltbewegung nach Überschreitung derThe invention is that in a substantially a drive shaft with a non-rotatably on this arranged actuating disc for a drive spring and a rotatable on this drive shaft mounted and articulated on the drive spring transmission link, which is connected by a linkage acts on the switch shaft, having jump drive between the transmission member and the connecting rod a compression spring arranged on one of the two spring drive parts is provided, which in the event of a switch-off movement after the
Totpunktstellung der Antriebsfeder mit dem jeweils anderen Sprungantriebsteil in Wirkverbindung tritt.Dead center position of the drive spring with the other jump drive part in operative connection.
Diese Druckfeder legt sich im Falle des Versagens des Sprungantriebs bei einer Ausschaltung, also bei einer Bewegung der Antriebsfeder in die Ausschaltrichtung über den Totpunkt hinaus in eine Ruheposition ohne Trennung der Schaltkontakte an das jeweils andere Sprungantriebsteil an, wird unter Energieaufnahme zusammengedrückt wird und dreht in Folge das Übertragungsglied und die Antriebsfeder unter Energieabgabe zurück, so daß die Ruheposition nicht stabil und damit deutlich ist, daß eine Kontakttrennung und Ausschaltung nicht stattgefunden hat. Wird die Antriebswelle von Hand daraufhin wieder oder überhaupt weiter in Ausschaltrichtung betätigt, wird die Druckfeder völlig zusammengedrückt und überträgt im weiteren Verlauf die von Hand aufgebrachten Kräfte, bis die erhöhten Kontaktkräfte überwunden sind und die Trennung der Schaltkontakte erfolgt ist. Nach der Überwindung der Kontaktkräfte entspannt sich die Druckfeder und bewirkt dadurch eine Erhöhung der Kontakt-Trenngeschwindigkeit. Durch die Anordnung der Druckfeder wird stets eine eindeutige Drehstellung der Antriebswelle und Position der Betätigungseinrichtung sichergestellt und der Bedienperson angezeigt, ob die Trennung der Schalterkontakte vollzogen ist oder nicht. Weiterhin bleibt ein einfacher Aufbau des Sprungantriebs erhalten.In the event of a failure of the spring drive when the drive is switched off, this compression spring comes to rest a movement of the drive spring in the switch-off direction beyond the dead center into a rest position without disconnecting the switch contacts to the other jump drive part, is under power consumption is compressed and turns the transmission link and the drive spring under Energy output back, so that the rest position is not stable and is therefore clear that a contact separation and switch-off did not take place. Then the drive shaft by hand again or actuated further in the switch-off direction, the compression spring is fully compressed and transmitted in the further course the forces applied by hand until the increased contact forces are overcome are and the switch contacts are disconnected. Relaxed after overcoming the contact forces the compression spring and thereby increases the contact separation speed. Through the Arrangement of the compression spring is always a clear rotational position of the drive shaft and position of the Actuator ensured and the operator is shown whether the disconnection of the switch contacts completed or not. Furthermore, a simple structure of the jump drive is retained.
Die Druckfeder ist vorzugsweise am Übertragungsglied angeordnet und für einen Eingriff mit dem Verbindungsgestänge an einer zu diesem ausgerichteten Federführungsstange gehaltert. Dabei kann das Verbindungsgestänge antriebswellenseitig über einen Gelenkbolzen an einem drehbar an der Antriebswelle gelagerten Antriebshebel angelenkt sein. Dieser Antriebshebel dient dann als Widerlager für die Druckfeder. The compression spring is preferably arranged on the transmission link and for engagement with the connecting rod mounted on a spring guide rod aligned with this. The linkage can on the drive shaft side via a hinge pin on a rotatable on the drive shaft mounted drive lever be articulated. This drive lever then serves as an abutment for the compression spring.
Die Betätigungsscheibe weist in vorteilhafter und bekannter Weise eine kreisringförmige Ausnehmung zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken für einen die Antriebsfeder mit dem Übertragungsglied verbindenden Gelenkbolzen auf.The actuating disk has an annular recess in an advantageous and known manner Formation of a movement path and driving flanks for the drive spring with the transmission member connecting hinge pin.
Auch das Übertragungsglied weist eine solche Ausnehmung für den das Verbindungsgestänge mit dem Antriebshebel gelenkig verbindenden Gelenkbolzen auf. Dadurch kann auf einfache Weise eine Antriebsbewegung des Übertragungsgliedes, verursacht durch freigesetzte Federenergie, auf das Verbindungsgestänge erfolgen.The transmission link also has such a recess for the connecting rod with the Drive lever articulated connecting hinge pin. This allows a drive movement in a simple manner of the transmission link, caused by released spring energy, on the connecting rod respectively.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörigen Figuren zeigen
teilweise schematisch:
Der in Fig. 1 dargestellte Sprungantrieb für ein Schaltgerät weist eine Antriebswelle 1 und eine drehfest
mit dieser verbundene Betätigungsscheibe 2 mit einer kreisringförmigen Ausnehmung 3 mit zwei Mitnahmeflanken
4 für einen Gelenkbolzen 5 auf, der an einer senkrecht zur Antriebswelle 1 an einer Federführungsstange
6 angeordneten Antriebsfeder 7 und einem drehbeweglich an der Antriebswelle 1 gelagerten
Übertragungsglied 8 angeordnet ist, das über ein Verbindungsgestänge 9 mit der nicht dargestellten
Schalterwelle des Schaltgerätes in Wirkverbindung steht. Die Antriebsfeder 5 ist auf ihrer der Antriebswelle
1 abgewandten Seite an einem Widerlager 10 abgestützt, das eine Ausnehmung 11 für die Federführungsstange
6 aufweist. Das als Doppelhebel ausgebildete Übertragungsglied 8 ist ebenfalls mit einer
kreisringförmigen Ausnehmung 12 zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken 13 für
einen Gelenkbolzen 14 versehen, über den das Verbindungsgestänge 9 an einem an der Antriebswelle 1
drehbar gelagerten Antriebshebel 15 angelenkt ist. Am Übertragungsglied 8 ist eine Halterung 16 für einen
gleitbar angeordneten Federführungsstab 17 befestigt, an dem eine Druckfeder 18 angeordnet ist.
Die Halterung 16 ist dabei so ausgebildet, daß der Federführungsstab 17 tangential zur Ausnehmung 12
angeordnet und mit dem Antriebshebel 15 in Eingriff bringbar ist.The spring drive shown in Fig. 1 for a switching device has a
Bei einer Drehung der Betätigungsscheibe 2 und damit der Antriebswelle 1 im Gegenuhrzeigersinn in die
Ausschaltrichtung wird der an der Mitnahmeflanke 4 anliegende Gelenkbolzen 5 mitgenommen. Dabei
werden die Antriebsfeder 7 unter Lageveränderung gespannt, wobei die Federführungsstange 6 durch die
Ausnehmung 11 geschoben wird, und das Übertragungsglied mit gedreht. Bei Überschreitung der Totpunktstellung
T entspannt sich die Antriebsfeder 7 sprungartig, wobei das Übertragungsglied 8 mitgerissen
wird und mit einer Mitnahmeflanke 13 auf den Gelenkbolzen 14 stößt und über diesen und das angelenkte
Verbindungsgestänge 9 die Trennung der Schalterkontakte und damit die Ausschaltung bewirkt.When the actuating
Ist bei diesem Schaltvorgang die zum Trennen der Schalterkontakte erforderliche Losbrech- oder Trennkraft
jedoch größer als die, die von der Schaltfeder beim Freisetzen der Schaltenergie aufgebracht werden
kann, gelangt das Übertragungsglied 8 mit der Druckfeder 18 an den Antriebshebel 15 und wird komprimiert
und drückt in Folge das Übertragungsglied 8 mit der Antriebsfeder 7 zurück. In diesem Fall betätigt
die Bedienperson noch einmal die Antriebswelle 1, so, daß die Druckfeder 18 vollständig komprimiert
und "auf Block" an den Antriebshebel 15 gedrückt und der Ausschaltvorgang mit Unterstützung der Bedienperson
ausgelöst wird, wobei sich bei Überwindung der erforderlichen Losbrechkraft die Antriebsfeder
7 und die Druckfeder 18 entspannen und für eine hohe Schaltgeschwindigkeit sorgen. In Fig. 2 ist die
Stellung des Sprungantriebs gezeigt, in der die Druckfeder 18 Kauf Block" am Antriebshebel 15 anliegt. Is the breakaway or separating force required to separate the switch contacts during this switching process
however, larger than that which is applied by the switching spring when the switching energy is released
can, the
- 11
- Antriebswelledrive shaft
- 22
- Betätigungsscheibeoperating disc
- 33
- Ausnehmungrecess
- 44
- Mitnahmeflankedriving flank
- 55
- Gelenkbolzenhinge pins
- 66
- FederführungsstangeSpring guide rod
- 77
- Antriebsstangedrive rod
- 88th
- Übertragungsgliedtransmission member
- 99
- Verbindungsgestängelinkage
- 1010
- Widerlagerabutment
- 1111
- Ausnehmungrecess
- 1212
- Ausnehmungrecess
- 1313
- Mitnahmeflankedriving flank
- 1414
- Gelenkbolzenhinge pins
- 1515
- Antriebshebeldrive lever
- 1616
- Halterungbracket
- 1717
- FederführungsstabSpring guide rod
- 1818
- Druckfedercompression spring
Claims (5)
- A snap-action mechanism for electrical switchgear comprising an operating shaft (1) and an actuating disc connected rotationally fixed thereto for an operating spring (7) arranged substantially transversely to the operating shaft (1), a transmission element (8) mounted on the operating shaft (1) for rotational movement and linked to the operating spring (7), which transmission element is in operative connection with the switch shaft of the switchgear via a connecting linkage (9), wherein the spring energy of the operating spring (7) is releasable in a snap action upon actuation of the operating shaft (1) past a dead-centre position (T) and acts on the switch shaft by means of the transmission element (8) and the connecting linkage (9), characterised in that a compression spring (18) is arranged between the transmission element (8) and the connecting linkage (9), which compression spring is arranged on one of these two snap-action mechanism parts and comes into operative connection with the other of the snap-action mechanism parts after the dead-centre position (T) has been exceeded.
- A snap-action mechanism according to Claim 1, characterised in that the compression spring (18) is mounted on a spring guide rod (17) arranged on the transmission element (8).
- A snap-action mechanism according to Claim 1 or 2, characterised in that an operating lever (15), articulatedly connected to the connecting linkage (9) by means of a link pin (5), is mounted for rotation on the operating shaft (1), with which operating lever the compression spring (18) may be brought into engagement.
- A snap-action mechanism according to Claim 1, characterised in that the actuating disc (2) has an annular recess (3) to form a path of motion and entraining edges (4) for a link pin (5) which couples the operating spring (7) with the transmission element (8).
- A snap-action mechanism according to Claim 1 or 3, characterised in that the transmission element (8) has an annular recess (12) to form a path of motion and entraining edges (13) for a link pin (14), via which the connecting linkage (9) is in operative connection with the transmission element (8).
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