NO144904B - Fjaerdrivmekanisme for elektriske brytere. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår eri fjærdrivmekanisme for elektriske brytere som har en drivaksel, en innkoplingsfjær som kan strammes av drivakselen og omgir denne aksel såvel som en hul aksel som ligger koaksialt rundt drivakselen, og bærer minst en kamskive for betjening av bryterens kontakter, der én ende av innkoplingsfjæren er fast forbundet med drivakselen og den annen ende er fast forbundet med den hule aksel, idet det finnes anordninger for rotasjon av den hule aksel hver gang over en bestemt vinkel under påvirkning av den energi som blir lagret i den spente innkoplingsfjær, med resulterende betjening av bryterens kontakter.

En slik brytermekanisme er kjent fra tysk utlegnings-skrift nr. 1.690.038.

I de kjente fjærdrivmekanismer blir den skrueformede fjær spent ved hjelp av en elektrisk motor og en palmekanisme, der den utløsende bevegelse av skruefjæren hindres av en låse-skive med tilhørende låsepal. Ved frigivning av den energi som er lagret i skruefjæren blir rotasjonsbevegelsen som fremb-ringes av skruefjæren overført til et vektarmsystem ved hjelp av en kamskive og gjennom bryteraksen som fjæren er viklet rundt, slik at den roterende bevegelse omdannes til en frem-og tilbakegaende bevegelse ved hjelp av hvilken de bevegelige kontakter styres. Ved anvendelse av et vektarmsystem innføres imidlertid ulempene ved et slikt system. Disse ulemper er f.eks. deformasjon av vektarmsystemet på grunn av bøyning av stengene under påvirkning av de krefter som er i virksomhet, mens massen av hele vektarmsystemet påvirker akselerasjonen og retardasjonen av hele mekanismen. Dessuten vil de forskjellige svingepunkter i vektarmsystemet danne tilsvarende antall friksjonspunkter der en viss mengde energi går tapt.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til en fjærdrivmekanisme av den beskrevne type, der disse ulemper er opphevet ved at man unngår et vektarmsystem og i stedet får en mer direkte drift,der fjærdrivmekanismen er enklere og billigere i konstruksjonen.

Fjærdrivmekanismen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den hule aksel omgir innkoplingsfjæren over hele dens lengde og at anordningen for rotasjon av den hule aksel over en bestemt vinkel består av en ikke-dreibar hul sylinder som strekker seg koaksialt inne i .en.ende av den hule aksel, hvilken hule sylinder omfatter to aksialt for-skjøvne veggboringer i sylinderens omkrets, der hver av boringene inneholder en kule, hvilke kuler er bevegelige avvekslende radielt ved hjelp av en koplingsaksel som er aksialt bevegelig i sylinderkammeret, og for dette formål er for-

synt med deler med motsatt foranderlig diameter, slik at når koplingsakselen blir elektromagnetisk eller manuelt beveget i aksial retning, vil en av kulene delvis bli presset ut av sylinderen av den ene av de deler som har foranderlig diameter, idet innsiden av den hule aksel er forsynt med en rygg som strekker seg nesten så langt som til den ytre vegg av sylinderen, hvilken anordning er slik at avhengig av bryterens innkoplings- eller utkoplingsstilling og dermed avhengig av den aksiale stilling av koplingsakselen, en av begge kuler som er presset utad vil sperre ryggen slik at den hule aksel og kamskiven som bæres av denne bare kan rotere over en viss vinkel som er nødvendig for henholdsvis innkopling eller utkopling.

Ved foreliggende oppfinnelse anvendes det en drivaksel med en skruefjær viklet rundt der en ende av fjæren er fast forbundet til drivakselen og den annen ende av skruefjæren er forbundet med den dreibare del av en kopling, og denne del er forbundet med et rør som koaksialt omgir drivakselen og er dreibart understøttet i forhold til denne aksel ved hjelp av et kulelager som sitter på drivakselen ved en ende av denne, og ved hjelp av den dreibare del av koplingen ved den annen ende, hvilket rør også har to kamskiver som sitter fast på utsiden av røret.

En ende av drivakselen s,itter i et kulelager i en

ramme, og akselens annen ende er dreibart lagret i den dreibare del av koplingen. Ved hjelp av et tannhjul som er fast forbundet med drivakselen og et drev som er festet til akselen for en drivmotor, kan drivakselen drives ved hjelp av motoren som også er forbundet, med rammen slik. at skruefjæren på drivakselen kan spennes. En fjær som spennes på denne måte

vil søke å utløse seg selv slik at røret som er forbundet med fjæren gjennom den dreibare del også vil rotere. Denne rotasjon motvirkes imidlertid av koplingen som kan betjenes

0 manuelt eller ved hjelp av en fjernstyrt elektromagnet. Ved innkopling betjenes koplingen på en slik- måte at skruefjæren ikke lenger sperres, men kan utløse seg selv slik at røret med kamskiven som sitter på dette kan rotere.

Som følge av rotasjonen av kamskivene blir en bro

som forbinder bryterens kontakter for å sikre synkronisert bevegelse av dem,, beveget nedad ved hjelp av ruller som bæres av broen nær kamskivene og ligger an mot disse. Under innkopling blir utkoplingsfjæren og kontakttrykkfjæren spent på kjent måte slik at utkopling finner sted når røret og kamskivene blir dreiet over en viss vinkel ved hjelp av den kopling som også under,påvirkning av utkoplingsfjæren,driver broen oppad slik at kontaktene skilles fra hverandre. Det er klart at ved å variere formen på kamskivene kan innkoplings-hastighetene justeres meget nøyaktig opp til de krav som stilles og på en forholdsvis enkel måte.

For å-hindre at innkopling finner sted når skruefjæren er stort sett avspent vil en låseanordning som er innbygget i drivakselen sørge for at innkoplingsbevegeisen av koplingen blokkeres når fjæren er stort sett utspent. Dette hindrer bryteren i å bli innkoplet med en for lav hastighet eller bare delvis.

Denne fjærdrivmekanisme er kjennetegnet ved at den hule aksel omgir skruefjæren over hele dens lengde og at innret-ningene for begrensning av rotasjon av den hule aksel til de på forhånd bestemte" vinkler består av en ikke dreibar hul sylinder som strekker seg koaksialt inne i en ende.av den hule aksel, hvilken hule sylinder har to radielle boringer i veggen, forskjøvet i forhold til hverandre både i vinkel og i akseretning ved sylinderens omkrets, der hver boring inneholder en kule som avvekslende er bevegelig radielt ved hjelp av en styreaksel som er aksialt bevegelig i det indre av sylinderen,og for dette formål er forsynt med deler med motsatt foranderlig diameter slik at når kontrollakselen elektromagnetisk eller manuelt beveges i akseretningen, vil en av kulene bli delvis presset ut av sylinderen av den ene eller annen av delene som har foranderlig diameter, idet den indre vegg av den.hule aksel er forsynt med en aksial rygg som strekker seg radielt innad nesten så langt som den ytre overflate av sylinderen, og ved at anordningen er slik at, avhengig av den aksiale posisjon av styreakselen, den til-hørende av kulene som presses ut vil låse ryggen slik at den hule aksel og kamskivene som bærer av denne, bare kan rotere over de nevnte på forhånd bestemte vinkler som er nødven-dig for henholdsvis inn- og utkopling.

Oppfinnelsen vil bli forklart nærmere i det følgende under henvisning til tegningene som gjengir en utførelsesform og der: Fig. 1, delvis i snitt, viser en utførelse av fjærdrivmekanismen i henhold til oppfinnelsen med de tilhørende brytere skjematisk vist,

fig. 2 viser et snitt gjennom en detalj ved koplingen

i bryterens utkoplingsstilling,

fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en detalj av koplingen på fig. 2,

fig. 4 viser et snitt gjennom den samme detalj av koplingen, men med bryteren i innkoplet stilling,

fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom detaljen på

fig. 4,

fig. 6 viser et snitt gjennom en detalj av låsemekanismen når fjæren er spent,

fig. 7 viser et lengdesnitt gjennom detaljer på fig. 6, fig. 8 viser akselen.i låsemekanismen,

fig. 9 viser et snitt gjennom en detalj i låsemekanismen når fjæren er spent og

fig. 10 viser et lengdesnitt gjennom detaljen på flg. 9.

,Som vist på fig. 1 er en .drivaksel 6 med den skrueformede innkoplingsfjær 7 rundt akselen ved en ende under-støttet av et Kulelager 8 som er- innpasset i- en ramme 2, méns den annen ende er dreibart lagret i den roterbare del 9 av en kopling .10. Et rør 11 omgir koaksialt. drivakselen 6 og ér

dreibart lagret rundt denne akse ved hjelp av et kuielager 12.på-drivakselen 6 og ved hjelp av den<:>dreibare del 9 av koplingen 10, hvilken del er-spent fast i røret 11 ved hjelp av et kulelager 13 i dén faste del 15 av koplingen 10, hvilken del 15 er forbundet med rammen 2 ved hjelp av en mutter 14, og har form av en hul sylinder med et kammer 39.

Ved enden av drivakselen 6 der denne ér lagret i

rammen 2 ved hjelp av kulelagre 8, er det festet et tannhjul 5, og en spennmotor 3, som er forbundet med rammen 2, kan benyttes til å drive drivakselen 6 ved hjelp av et drev 4

som sitter på spennmotorens 3 aksel. Rotasjon av drivakselen 6 kan også foregå manuelt ved hjelp av en hylseaksel 16 som er festet til drivakselen 6 ved den del av denne som stikker ut av rammen 2, slik at man ved å benytte spesiell nøkkel eller sveiv som passer til akselen 16, kan dreie akselen 6 manuelt. Ved å rotere drivakselen 6 blir den skrueformede fjær 7 viklet opp fordi en ende av fjæren 7 er festet til drivakselen 6 og den annen ende er festet i den dreibare del 9 av koplingen 10. Den dreibare del 9 kan være fast i forhold til den faste sylinder 15 i koplingen 10 og låses ved hjelp av en kule 17.

På fig. 2 og 3 er en del av denne kopling 10 vist i detalj med de forskjellige deler i utkoplingsstilling og et tverrsnitt tatt etter linjen II-II, og et annet snitt er et lengdesnitt gjennom koplingen. Den dreibare del 9 er formet som en hylse og har en åpning i midten av bunnen (fig. 1), der drivakselen 6 er dreibart lagret med en ende av skruefjæren 7 forbundet med denne dreibare del.

Den faste hule sylinder 15 er utvendig formet slik at kulelageret 13 som er montert på den faste sylinder 15, kan festes til rammen 2 ved hjelp av en mutter 14 mens det indre av sylinderen har en boring som stikker inn i et sylind-risk kammer 39.

Koplingsakselen 20 stikker inn i den faste sylinder

15 og akselen 20 er inne i kammeret 39 forsynt med en sylind-risk del som lett kan gli i kammeret 39 og som, ved begge sider, har én avsmalning til en mindre diameter slik at kulen 17 passer i de formede skuldre 31, 32. Åpningen som kulen 17 befinner seg i har en radiell boring som rekker opp 1 kammeret 39 slik at kulen 17 enten ligger an mot den sylind-riske del av koplingsakselen 20, i hvilket tilfélle kulen, stikker utenfor den faste del 15 eller ligger an mot skulderen 31 på koplingsakselen 20 i hvilket tilfelle kulen befinner seg innenfor den utvendige flate av den faste hule sylinder

15. I sylinderen 15 befinner det seg en ytterligere boring som er forskjøvet radielt og aksielt i forhold til boringen på kulen .17, og i den annen boring befinner det seg en kule .18 som ligger på samme måte som forklart for den førstnevnte kule. Ved hjelp av koplingsakselen 20 blir, etter tur, enten kulen 17 eller kulen 18 drevet utenfor den faste sylinder 15.

Der bryteren er i utkoplingsstilling som vist på fig.

2 og 3, vil koplingsakselen 20 stå slik at kulen 17 bringes

til å stikke ut, hvorved den roterbare del 9 som søker å dreie seg.i pilens retning under påvirkning av den spente skruefjær 7, vil bli tvunget mot kulen .17 med sin rygg 33 som ligger på innsiden av den roterbare del 9 og strekker seg i denne dels lengderetning, slik at rotasjon av den roterbare del blir umulig.

Når bryteren er i innkoplet stilling^ står komponent-ene -som vist på fig. 4 og 5. Nu driver koplingsakselen 20 kulen 18 utad samtidig med at kulen 17 kan bevege seg inn, slik at den dreibare del 9 kan rotere over vinkelen ot/ hvorved røret il og kamskivene 21 som sitter på dette, vil dreie seg den samme vinkel. På grunn av formen på kamskiven 21 vil rotasjon av disse føre til en nedadrettet bevegelse av broen 23 ved hjelp av rullene 22, og.de bevegelige kontakter 24 på bryterne 1 vil bli brakt i anlegg mot de faste kontakter 25

i bryterne, hvorved innkopling finner sted: Når nu koplingsakselen 20 går tilbake til den stilling som er vist .på fig. 2, dreies den dreibare del 9 over vinkelen 3, noe som på samme måte som når det gjaldt innkopling, fører til utkopling ved v' hjelp av en i og for seg kjent fjærkonstruksjon for utkopling.

I den viste utførelsesform finner kopling sted ved hjelp av en elektromagnet 26 som kan fjernstyres. Det er imidlertid også mulig i stedet for fjernstyring å benytte en manuell betjening på en enkel måte.

For å hindre bryteren i å koples inn når fjæren er utilstrekkelig spent er drivakselen 6 forsynt med en låsmeka-isme 27 (se fig. l).På fig. 6 og 7 er låsemekanismens detaljer 28, 29, 30 vist i den stilling de har når skruefjæren er utspent. For dette formål er drivakselen 6 forsynt med en kon-sentrisk boring 34 ved den ende av akselen som bæres av den roterbare del 9, og en aksel 28 er dreibar såvel som glidbar i foringen. Akselen 28 har et spor 35 som løper i lengderet-ningen av akselen 28 og tjener til ikke-dreibar forbindelse med en skive 29 (fig. 9) som da sitter på akselen 28, hvilken skive er glidbar langs akselen, og skiven er forsynt med en tunge eller kile som stikker inn i sporet 35 på akselen 28.

Av fig. 8 som viser den høyre ende av akselen 28 i forstørret målestokk fremgår det at akselenden er delvis skåret bort for å danne en flate 38 som er orientert parallelt med akselens 28 lengdeakse, samt en flate 40 som også

er orientert parallelt med akselens 28 lengdeakse og en skråflate 37 som strekker seg hovedsakelig mellom de to flater 38 og 40. Flaten 38 har en kortere dimensjon langs akelsens 28 lengdeakse enn flaten 40. I den stilling som er vist på fig. 6 og 7 er skruefjæren 7 utspent. Pinnen 30 som er forbundet med akselen 6, stikker inn i boringen 34 og i det bort-skårede parti av akselen 28,slik at den hviler mot flaten 38 på akselen 28. Som sådan bringes akselen 28 til, ved sin mot-stående ende, å stikke inn i kammeret 39 i den faste sylinder 15 tilstrekkelig langt til at koplingsakselen 20 vil bli hindret i å bevege seg mot drivakselen 6, hvorved bryteren holdes låst mot innkopling.

Når drivakselen 6 dreies for å spenne skruefjæren 7, vil stiften 30 også dreie seg i det parti som er skåret bort på akselen 28 inntil pinnen 30 kommer i anlegg mot flaten 40, og dermed tillater akselen 28 å bevege seg til høyre. Deretter vil akselen 28 rotere sammen med drivakselen 6 inntil skruefjæren er fullstendig spent. Akselen 28 kan dreie seg inntil den stilling som er gjengitt på fig. 9 og 10. I denne

stilling vil skiven 29 ligge an mot ryggen 33 på den drei-

bare del 9. Siden pinnen 30 vil ligge an mot flaten 40 som har større dimensjon langs akselens 28 lengde enn flaten 38, vil akselen 28 bli beveget til høyre,og koplingsakselen 20

får anledning til å bevege seg til høyre tilstrekkelig langt til å bevege bryteren til "på" stilling.

Hvis bryteren er i "på" stilling som forklart ovenfor,

og deretter slås "av" vil skruefjæren 7 normalt bli avspent for meget til å sikre en riktig ny innkopling. På denne måte vil innkoplingen være sperret på grunn av.at ryggen 33 på

delen 9 vil bringe skiven 29 til å dreie seg, slik at også akselen dreier seg under inn- og utkopling. Da vil akselen 28 med sin skrå del 37 bevege seg mot pinnen 30 slik at rotasjon av styreakselen 28 vil bringe akselen ut av boringen 34 og mot akselen 20 inntil de stillinger som er gjengitt på fig. 6 og 7 igjen,er oppnådd..

Claims (2)

1. Fjærdrivmekanisme for elektriske brytere forsynt med en roterende drivaksel, en skruefjær som kan spennes av drivakselen og omgir denne aksel, en roterbar, hul aksel som ligger koaksialt rundt drivakselen og bærer i det minste en kamskive for betjening av bryternes kontakter, der en ende av skruefjæren er festet i drivakselen og den annen ende er festet til den hule aksel, idet det finnes midler -for å be-grense rotasjonen av den hule aksel for hver inn- eller ut-koplingsoperasjon til en på forhånd bestemt vinkel, mindre enn 360° under påvirkning av den energi som er lagret i skruefjæren med resulterende påvirkning på bryterens kontakter, karakterisert ved at den hule aksel (11)

omgir skruefjæren (7) over hele dens lengde, og at innret-ningene (10) for begrensning av rotasjon av den hule aksel (11) til de på forhånd bestemte vinkler består av eh ikke dreibar hul sylinder (15) som strekker seg koaksialt inne i en ende av den hule aksel (11) r hvilken hule sylinder (15) har to radielle boringer i veggen, forskjøvet i forhold til hverandre både i vinkel og i akseretning ved sylinderens (15) omkrets, der hver boring inneholder en kule (17, 18) som avvekslende er bevegelig radielt ved hjelp av en styreaksel (20) som er aksialt bevegelig i det indre (39) av sylinderen (15), og for dette formål er forsynt med deler (31, 32) med motsatt foranderlig diameter slik at når kontrollakselen (20) elektromagnetisk eller manuelt beveges i akseretningen, vil. en av kulene (17, 18) bli delvis presset ut av sylinderen (15) av den ene eller annen av delene som har foranderlig diameter, idet den indre vegg av den hule aksel (11) er forsynt med en aksial rygg (33) som strekker seg radialt innad nesten så langt som den ytre overflate av sylinderen (15), og ved at anordningen er slik at, avhengig av den aksiale posisjon av styreakselen (20), den tilhørende av kulene (17 eller 18) som presses ut vil låse ryggen (33) slik at den hule aksel (11) og kamskivene (21) som bæres av denne, bare kan rotere over de nevnte på forhånd bestemte vinkler (a, som er nødvendig for henholdsvis inn- og utkopling.

2. Fjærdrivmekanisme som angitt i krav 1, karakterisert ved at enden av drivakselen (6) som sam-virker med anordningen (10) for begrensning av rotasjonen, er forsynt med en låseanordning (27) beliggende i en koaksial boring i drivakselen (6), og omfattende en låseaksel (28) som er glidbart anbrakt i den koaksiale boring og er forsynt med et spor (35) som strekker seg over lengden av låseakselen (28) , og hvori en tunge stikker inn slik at en skive (29) er glidbar langs låseakselen (28), hvilken skive (29) er formet slik at den kan føres langs ryggen (33) på den roterende del (9) i anordningen (10) for begrenset rotasjons-bevegelse, idet låseakselen (28) ved den ende som ligger nærmest drivakselen (6), er utspart slik at låseakselen (28) får en flate med mindre langsgående dimensjon og en flate med større langsgående dimensjon, samt en skråflate (37) mellom disse, idet en stift (30) som er festet til drivakselen (6) er anbrakt i utsparingen i låseakselen for å drive låseakselen (28) bort fra drivakselen (6) når fjæren er avspent, på grunn av at den skrå flate (37) på låseakselen (28) roterer langs stiften (30) for å tilbakeføre innstil-lingen av låseakselen slik at styreakselen (20) hindres i å bevege.seg mot drivakselen (6) og bryteren er låst med innkopling, idet overflaten av låseakselen (28) med den mindre langsgående dimensjon blir liggende overfor stiften (30) når innkoplingsfjæren (7) spennes slik at styreakselen (20) kan beveges fritt frem og tilbake-og bryteren kan koples inn.