WO1996018200A1 - Dreistellungsschalterantrieb für mittelspannungsschaltanlagen - Google Patents

Dreistellungsschalterantrieb für mittelspannungsschaltanlagen Download PDF

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WO1996018200A1
WO1996018200A1 PCT/DE1995/001765 DE9501765W WO9618200A1 WO 1996018200 A1 WO1996018200 A1 WO 1996018200A1 DE 9501765 W DE9501765 W DE 9501765W WO 9618200 A1 WO9618200 A1 WO 9618200A1
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WO
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shaft
isolator
drive
earth
locking
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PCT/DE1995/001765
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Meyer
Peter Schmitt
Rainer Poth
Thilo Affolder
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Priority to DE59501939T priority patent/DE59501939D1/de
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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
    • H01H3/3047—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor adapted for operation of a three-position switch, e.g. on-off-earth

Definitions

  • the invention relates to a three-position switch drive for medium-voltage switchgear with a switch shaft that can be rotated into the switch positions ON, OFF, EARTH, the switch shaft being operable manually from OFF to ON and from OFF to EARTH and vice versa.
  • Such a three-position switch drive is known from EP 0 110 082 B1.
  • a so-called memory drive for triggering automatically acting fuses and / or shunt releases and a so-called snap drive for manually controllable triggering of a switching from ON to OFF or vice versa are provided here as drive modules.
  • the switching axis can be controlled from a middle position OFF either in one direction to the ON position and in the opposite direction to the EARTH position.
  • the isolator function and the earthing function are therefore distinguished by different directions of rotation.
  • the object on which the invention is based is to define a three-position switch drive which visibly its manual operability is operated much more safely and is constructed much more simply, and its design is not affected by the installation environment of the three-position switch - air-insulated, protective gas insulated. According to the invention, this is achieved by the following features:
  • the three-position switch drive is implemented by a step-by-step gearbox, the rotatable switching shaft of which is formed by an actuating shaft isolator and by an actuating shaft earth electrode,
  • the actuating shaft earth electrode is gear-coupled to the actuating shaft isolator, the actuating shaft isolator being fixedly connected to a drive disk with driving pins symmetrically opposed to one another,
  • the drive pins engage in shifting gates of a shifting slide arranged behind the drive disk in such a way that a directed input rotary movement of the drive disk causes a directed linear movement of the shifting slide and, with the engagement of a driving pin in a locking contour of the shifting shifting gate, locks the reached switch position is reached,
  • the switching slide preferably has driver pins arranged longitudinally symmetrically, which are guided through a linearly positioned base plate within a stationary base plate and adapted to the contour of the driver pins,
  • one of the driving pins engages in a longitudinal groove of an output lever arranged behind the base plate in such a way that an output shaft rigidly connected to the output lever, preferably arranged in the plane of the actuating shaft isolator and earthing electrode, converts the directional input rotary movement of the drive disk into an output Converts rotary motion with a defined angle of rotation.
  • the drive of the three-position switch constitutes a relatively simple, compactly designed switching assembly due to the gear-coupled actuating shafts, which transmit their directional input rotary movements to an output shaft equally assigned to both actuation shafts as a directional output rotational movement with a defined angle of rotation ensure the safe drive - manual and automatic - for the three-position switch regardless of its installation position.
  • the actuating shaft isolator is rigidly connected to a cam with guideways
  • the pointer isolators / earth electrodes are each equipped with a fixed stop bolt for locking an aperture lock that can be controlled by a locking shaft. there would be access to the actuating shaft isolator / earth electrode.
  • the locking shaft is positively connected to the aperture lock in such a way that a rocker arm which produces an electrical output signal and a locking lever which produces a mechanical output signal is connected by the action of a respective one
  • the locking shaft can be locked by means of a cross bolt through a mechanically acting input signal
  • the form-fitting shutter connected to the locking shaft causes the release of an actuation opening to be blocked when the locking shaft is locked.
  • the three-position switch drive can be functionally linked to other switching devices, for example to ensure that the three-position switch is actuated in the no-load state.
  • the input signal prevents the actuation of the three-position switch by engagement of a contour in the cross bolt of the locking shaft.
  • the output signal is provided for reporting the actuation state of the three-position switch to other switching devices.
  • the drive pulley can be controlled by a gear-coupled electric motor drive, 4.2. the electric motor drive can be driven in both directions of rotation, 4.3. the electric motor drive engages with one of the actuating shaft isolators / electrodes in a gear-coupled manner.
  • the three-position switch drive is implemented in the disconnector function from the switch position OFF to ON or ON to OFF by a right turn or by a left turn of the actuating shaft isolator by 180 °,
  • the three-position switch drive is realized in the earthing function from the switch position OFF to ON or ON to OFF by a right turn or by a left turn of the actuating shaft earthing by 180 °.
  • FIG. 1 shows the side view of the complete three-position switch drive in a simplified functional representation
  • FIGS. 2 to 7 the different movement sequences of the
  • FIG. 1 shows the three-position switch drive, which contains the stepping transmission SSG as an essential component.
  • the essential components of the SSG step-change gear include the ABW output shaft and the ABH output lever attached to it, the GRP base plate and the guide grooves (not visible here), the SSC shift slide with its SKU shifting gates and the two drive pins MB1, MB2, and the actuating shaft isolator BWT and the actuating shaft earth electrode BWE, as well as the drive pulley ANS firmly connected to the actuating shaft isolator BWT with its two driving pins TZ1, TZ2 (FIGS. 2 to 7).
  • the output shaft ABW can be actuated in two directions of rotation DRW, one direction of rotation for the isolating function T and the opposite direction of rotation for the earthing function E is provided.
  • both actuating shafts, the actuating shaft separator BWT and the actuating shaft earth electrode BWE lead through unspecified support bearings into the left area of the illustration in order to be able to be rotated manually from the front by a corresponding handling device.
  • the three-position switch drive is provided with a locking shaft VRW, which acts with its transverse bolts on a locking lever VRH and a rocker arm KHB.
  • the shutter BLV can be controlled, the task of which is to close or release the actuating openings for the isolator and earth electrode if necessary.
  • the display shaft isolator AWT and the display shaft earth electrode AWE are shown, which are connected to corresponding pointers, ZGT pointer isolators and CGU pointer earth electrodes and together via the cam disc KVS by means of the corresponding control lever isolator / earthing electrode SHT / E can be controlled.
  • the display shaft isolator AWT and the display shaft earth electrode AWE are connected with corresponding deflection levers ULT, ULE in such a way that the lateral deflection of the control lever isolator / earthing electrode SHT / E in a rotary movement to actuate the corresponding one Display shaft isolator / earth electrode AWR / E can be controlled.
  • the three-position switch drive essentially shows the movable parts, while the structural design of the housing with the support bearings has been dispensed with.
  • the sectional planes AA, BB and CC are provided for understanding the individual functional sequences which include the following FIGS. 2 to 15.
  • FIG. 2 in the sectional plane A-A shows the gear-coupled actuating shaft isolator BWT and the actuating shaft earth electrode BWE, which act on the common drive pulley ANS.
  • Behind the drive pulley ANS is the horizontally deflectable switching slide SSC, which engages with its two drive bolts MB1, MB2 through the corresponding grooves FN1, FN2 of the base plate GRP in the slot contour of the output lever ABH, which is not described in more detail.
  • the output lever ABH is firmly connected to the output shaft ABW and carries out the rotary movement, which is caused by the respective actuating shaft separator / earth electrode BWT / E, by means of a direction-controlled rotation with a fixed predetermined angle of rotation. Furthermore, it can be seen that the switching carriage SSC is provided with the switching link SKU, in the contour of which the two driving pins TZ1, TZ2 of the drive pulley ANS engage.
  • FIGS. 2 to 5 show the individual switching states, with FIG. 2 showing the locked state with the switching position OFF, FIG. 3 representing the leaving of the locking area and the beginning of the output movement, and FIG. 4 the end of the output movement with the Beginning the lock and Figure 5 finally shows the switch position ON in the locked state.
  • the input rotary movement of the actuating shaft isolator / earth electrode BWT / E is transmitted to the drive pulley ANS.
  • the driving pins TZ1, TZ2 of the drive pulley ANS engage in the shifting gate SKU of the shifting carriage SSC and transport the shifting carriage SSC according to the horizontal movement HBG (FIG. 2) as described.
  • the driving pins TZ1, TZ2 hold the switching carriage SSC in its ON position in the locked state (FIG. 5).
  • the first driver pin MB1 of the switching carriage SSC engages in the driver contour of the output lever ABH (not shown) and conveys the output shaft ABW (FIG. 1) by the angle of rotation DRW (FIG. 1) to the corresponding end position.
  • the stroke movement of the switching carriage SSC is thus converted into the rotary movement of the output shaft ABW.
  • the output shaft ABW (FIG. 1) can be plugged in such a way that either the first driver pin MB1, shown above, or the second driver pin MB2, shown below, engages in the output lever ABH.
  • FIGS. 8 to 15 show more details of the locking of the three-position switch drive and its switch position indicator.
  • the essential components for this function are, according to FIG. 8 and the following, the cam disc KVS with the corresponding control lever isolator / earth electrode SHT / E with the respective guide pin isolator / earth electrode FST / E and the corresponding control lever isolator / earth electrode SHT / E with their ULT / E reversing lever separator / earthing device and finally the AWT / E rotating indicator shaft separator / earthing device as well as their ZGT / E pointer separator / earthing device with BLV shutter responsible.
  • the internal locking prevents incorrect operation of the three-position switch drive.
  • the switch position indicator also visually and electrically indicates the switch status of the three-position switch.
  • the functional sequence takes place through the rotary movement of the cam disc KVS, which deflects the control lever isolator / earth electrode SHT / E and its corresponding bellcrank isolator / earth electrode ULT / E according to FIGS. 8 to 11.
  • the corresponding display shaft isolator / earth electrode AWT / E transmits this movement to the pointer isolator / earth electrode ZGT / E for visual display on signaling switches (not shown here) in order to generate an electrical switching position signal.
  • a malfunction is indicated during an incomplete switching operation in that the pointer separators / earth electrodes ZGT / E do not display the bar markings in the horizontal or vertical state.
  • the access to the actuating shaft which does not contribute to the completed shuttering action, is closed by the shutter BLV.
  • FIG. 13 it can be seen in FIG. 13 that only the actuation opening isolator BIT is released in order to transfer the actuation shaft isolator BWT - as shown in the example - from the switch position OFF to the switch position ON.
  • the release of the respective actuation opening isolator / earth electrode BTT / E takes place depending on the corresponding switch position of the three-position switch.
  • the locking shaft is used to functionally link the three-position switches in connection with their different switching positions with other switching devices VRW provided with the form-locking coupled shutter BLV, as well as the locking lever VRW and the rocker arm KHB according to Figure 1.
  • the locking lever VRH is used to lock the locking shaft VRW, while the rocker arm KHB can control other electrical output signals due to its deflection.
  • the locking lever VRH and the rocker arm KHB are controlled by the cross bolts QB1, QB2 of the locking shaft VRW or act accordingly on the locking shaft VRW. If the locking lever VRH is prevented from reaching the dot-dash position, the rotary movement of the locking shaft VRW is blocked.
  • the shutter Since the shutter is also positively connected to the locking shaft, the shutter BLV is also blocked and the release of the actuating opening isolator / earner BTT / E is prevented.
  • the locking shaft VRW To release one of the actuating opening isolators / earth electrodes BTT / E (FIG. 13), the locking shaft VRW must be rotated to the right or left depending on the desired switching action - initiation of the isolator function or initiation of the earthing function. With this measure, the different locking conditions for the isolator and the earth electrode can be queried.
  • the rotary movement of the locking shaft VRW can be used for an electrical and a mechanical output signal.
  • the cross pin QB1 is provided and, when the locking shaft VRW is turned, actuates the rocker arm KHB.
  • this rocker arm can actuate electrical switches, for example, in a manner not shown, and thus control electrical output signals.
  • the VRH locking lever can also cause mechanical output signals for the different switching states of the three-position switch.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dreistellungsschalterantrieb für Mittelspannungsschaltanlagen mit einer in die Schaltstellungen EIN, AUS, ERDE drehbaren Schaltwelle, wobei die Schaltwelle manuell von AUS nach EIN und von AUS nach ERDE und umgekehrt betätigbar ist. Der Dreistellungsschalterantrieb ist im wesentlichen durch ein Schrittschaltgetriebe (SSG) realisiert und weist eine separate Betätigungswelle-Trenner (BWT) und eine separate Betätigungswelle-Erder (BWE) auf, die zahnradgekoppelt mit einer gemeinsamen Abtriebswelle (ABW) funktionell verknüpft sind und außerdem eine interne Schaltstellungsverriegelung und Schaltstellungsanzeigen mechanischer und elektrischer Art aufweisen. Derartige Dreistellungsschalterantriebe werden in Schaltanlagen der Mittelspannungstechnik eingesetzt.

Description

Beschreibung
Dreistellungsschalterantrieb für Mittelspannungsschaltanlagen
Die Erfindung betrifft einen Dreistellungsschalterantrieb für Mittelspannungsschaltanlagen mit einer in die Schaltstellun¬ gen EIN, AUS, ERDE drehbaren Schaltwelle, wobei die Schalt- welle manuell von AUS nach EIN und von AUS nach ERDE und umgekehrt betätigbar ist.
Ein derartiger Dreistellungsschalterantrieb ist aus der EP 0 110 082 Bl bekannt. Als Antriebsbaugruppen sind hier vorgesehen ein sog. Speicherantrieb zum Auslösen automatisch einwirkender Sicherungen und/oder Arbeitsstromauslöser und ein sog. Sprungantrieb zur manuell steuerbaren Auslösung einer Schaltung von EIN nach AUS bzw. umgekehrt. Bei der manuellen Auslösung ist die Schaltachse von einer mittleren Stellung AUS wahlweise nach einer Richtung in die Stellung EIN und in entgegengesetzter Richtung in die Stellung ERDE steuerbar. Die Trennerfunktion und die Erderfunktion werden also durch unterschiedliche Drehrichtungen unterschieden.
Außerdem ist aus der DE 40 34 084 AI ein Sprungantrieb für Mittelspannungs-Schaltanlagen bekannt, bei dem für eine im Schutzgas betriebene Schaltanlage ein sog. Kabelschalter mit den Schaltstellungen AUS, EIN und sog. Erdungsschalter mit den SchaltStellungen AUS, EIN durch zwei gesonderte Antriebs¬ wellen separat steuerbar sind. Der Antrieb des Dreistellungs- schalters ist also so konzipiert, daß mit der einen Antriebs- welle die zwei Schaltzustände für den Kabelschalter und mit der anderen Antriebswelle die zwei Schaltzustände für den ErdungsSchalter jeweils durch entgegengesetzten Drehsinn erreichbar sind.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Dreistellungsschalterantrieb zu definieren, der hin- sichtlich seiner manuellen Bedienbarkeit erheblich sicherer bedient und wesentlich einfacher aufgebaut ist, und deren Gestaltung von der Einbauumgebung des Dreistellungsschalters -luftisoliert, Schutzgas isoliert - nicht tangiert wird. Erfindungsgemäß wird dies durch die folgenden Merkmale er¬ reicht:
1.1. der Dreistellungsschalterantrieb ist durch ein Schritt- Schaltgetriebe realisiert, dessen drehbare Schaltwelle durch eine Betätigungswelle-Trenner und durch eine Betätigungswelle-Erder gebildet ist,
1.2. die Betätigungswelle-Erder ist mit der Betätigungswelle- Trenner zahnradgekoppelt, wobei die Betätigungswelle- Trenner fest mit einer Antriebsscheibe mit sich mitten¬ symmetrisch gegenüberstehenden Treibzapfen verbunden ist,
1.3. die Treibzapfen greifen in Schaltkulissen eines hinter der Antriebsscheibe angeordneten Schaltschlittens derart ein, daß eine gerichtete Eingangs-Drehbewegung der An¬ triebsscheibe eine gerichtete Linearbewegung des Schalt- Schlittens bewirkt und mit dem Eingriff eines Treib¬ zapfens in eine Sperrkontur der Schaltkulisse eine Ver¬ riegelung der erreichten Schaltstellung erzielt ist,
1.4. der Schaltschlitten weist vorzugsweise längsmittensym- metrisch angeordnete Mitnehmerbolzen auf, die durch eine innerhalb einer ortsfest positionierten Grundplatte mit an die Kontur der Mitnehmerbolzen angepaßte linear verlaufende Nuten geführt sind,
1.5. einer der Mitnehmerbolzen greift in eine Längsnut eines hinter der Grundplatte angeordneten Abtriebshebels derart ein, daß eine mit dem Abtriebshebel starr verbundene, vorzugsweise in der Ebene der Betätigungs- welle-Trenner und -Erder angeordnete Abtriebswelle die gerichtete Eingangs-Drehbewegung der Antriebsscheibe in eine Ausgangs-Drehbewegung mit definiertem Drehwinkel umwandelt. Durch die Realisierung des Dreistellungsschalterantriebes als Schrittschaltgetriebe, in dem für die Trennerfunktion und die Erderfunktion jeweils eine eigene Betätigungswelle vorgesehen ist, sind die angestrebten Verbesserungen hinsichtlich einer zunehmend sicheren Bedienungsweise erreicht. Der Antrieb des Dreistellungsschalters stellt durch die zahnradgekoppelten Betätigungswellen, die ihre gerichteten Eingangs-Drehbewegun¬ gen jeweils an eine beiden Betätigungswellen gleichermaßen zugeordnete Abtriebswelle als gerichtete Ausgangs-Drehbewe- gung mit definiertem Drehwinkel übertragen, ein relativ ein¬ faches, kompakt aufgebautes Schaltaggregat dar, das den sicheren Antrieb - manuell und automatisch - für den Drei- stellungsschalter unabhängig seiner Einbaulage gewährleiste .
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind folgende Merkmale vorgesehen:
2.1. die Betätigungswelle-Trenner ist starr mit einer Kurvenscheibe mit Führungsbahnen verbunden,
2.2. in die Führungsbahnen greifen ein Führungsstift-Trenner eines Steuerhebel-Trenners und ein Führungsstift-Erder eines zum Steuerhebel-Trenner spiegelsymmetrisch ange¬ ordneten Steuerhebel-Erders derart ein, daß jeweils ein am entgegengesetzten Ende eines jeweiligen Drehlager- Trenners/-Erders um eine Drehachse einer jeweiligen Anzeigewelle-Trenner/-Erder bewegbarer Umlenkhebel-Tren- ner/-Erder eine mit der jeweiligen Anzeigewelle-Tren- ner/-Erder fest verbundener Zeiger-Trenner/-Erder eine visuelle Anzeige der jeweiligen Schaltstellungen bewirkt, und die jeweilige Anzeigewelle-Trenner/-Erder die drehbare Schaltwelle-Trenner/-Erder eines jeweiligen Meldeschalters-Trenner/-Erder zur elektrischen Anzeige der Schaltstellung Trenner/Erder bildet,
2.3. die Zeiger-Trenner/-Erder sind jeweils mit einem festen Anschlagbolzen zur Verriegelung eines durch eine Verrie- gelungswelle steuerbaren Blendenverschlusses zur Frei- gäbe des Zuganges zu der Betätigungswelle-Trenner/-Erder ausgestattet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die folgenden Merkmale vor:
3.1. die Verriegelungswelle ist formschlüssig mit dem Blen¬ denverschluß derart mit einem ein elektrisches Aus- gangssignal bewirkenden Kipphebel und einem ein mecha¬ nisches Ausgangssignal bewirkenden Verriegelungshebel verbunden, daß durch ein Einwirken eines jeweiligen
Querbolzens auf den Kipphebel und den Verriegelungshebel eine DrehlageVeränderung derselben erzeugt ist,
3.2. die Verriegelungswelle ist mittels eines Querbolzens durch ein mechanisch einwirkendes Eingangssignal sperrbar,
3.3. der formschlüssig mit der Verriegelungswelle verbundene Blendenverschluß bewirkt, daß bei gesperrter Verriege¬ lungswelle die Freigabe einer Betätigungsöffnung gesperrt ist.
Mit derartigen Maßnahmen ist der Dreistellungsschalterantrieb mit anderen Schaltgeräten funktioneil zu verknüpfen, bei¬ spielsweise um sicherzustellen, daß die Betätigung des Drei¬ stellungsschalters im lastfreien Zustand erfolgt. Durch das Eingangssignal wird die Betätigung des Dreistellungsschalters durch Eingriff einer Kontur in den Querbolzen der Verriege¬ lungswelle verhindert. Das Ausgangssignal dagegen ist zur Meldung des Betätigungszustandes des Dreistellungsschalters an andere Schaltgeräte vorgesehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die folgenden Merkmale vor:
4.1. die Antriebsscheibe ist durch einen zahnradgekoppelten Elektromotorantrieb steuerbar, 4.2. der Elektromotorantrieb ist in beiden Drehrichtungen antreibbar, 4.3. der Elektromotorantrieb steht mit einer der Betätigungs¬ wellen-Trenner/-Erder direkt zahnradgekoppelt in Eingriff.
Mit dem Einsatz eines Elektromotors als ein Steuerelement für den Dreistellungsschalterantrieb ist eine alternative Lösung zur manuellen Handbetätigung gegeben, wobei der Elektromotor bei diesem Dreistellungsschalterantrieb in beiden Drehrich¬ tungen zu betreiben ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die folgenden Merkmale vor:
5.1. der Dreistellungsschalterantrieb ist in der Trennerfunk¬ tion von der Schaltstellung AUS nach EIN bzw. EIN nach AUS durch eine Rechtsdrehung bzw. durch eine Linksdre¬ hung der Betätigungswelle-Trenner um 180° realisiert,
5.2. der Dreistellungsschalterantrieb ist in der Erderfunk¬ tion von der Schaltstellung AUS nach EIN bzw. EIN nach AUS durch eine Rechtsdrehung bzw. durch eine Linksdre- hung der Betätigungswelle-Erder um 180° realisiert.
Durch diese Handhabungsmaßnahme ist erreicht, daß die jewei¬ lige Einschaltung der Trennerfunktion und der Erderfunktion durch eine Rechtsdrehung und die Ausschaltung von Trenner- und Erderfunktion durch eine Linksdrehung erfolgt.Diese gleichartige Bedienungsweise der beiden Betätigungswellen verhindert manuelle FehlSchaltungen der Anlage. Die Erfindung ist durch ein figürlich dargestelltes Ausfüh¬ rungsbeispiel näher erläutert, in dem die Figur l die Seitenansicht des kompletten Dreistellungs- schalterantriebes in vereinfachter Funktionsdar¬ stellung zeigt, die Figuren 2 bis 7 die verschiedenen Bewegungsabläufe des
Schrittschaltgetriebes von der verriegelten Schalt- Stellung AUS nach einer der Schaltstellungen EIN in der Schnittebene A-A darstellt, und die Figuren 8 bis 15 nähere Einzelheiten zur Schaltstellungsan- zeige und der internen Verriegelung des Dreistel- lungsschalterantriebes erkennen lassen.
Die Figur 1 zeigt den Dreistellungsschalterantrieb, der als wesentlichen Bestandteil das Schrittschaltgetriebe SSG ent¬ hält. Zu den wesentlichen Bestandteilen des SchrittSchaltge¬ triebes SSG gehören die Abtriebswelle ABW und der darauf befestigte Abtriebshebel ABH, die Grundplatte GRP und die hier nicht sichtbaren Führungsnuten, der Schaltschlitten SSC mit seinen Schaltkulissen SKU und den beiden Mitnehmerbolzen MB1, MB2, sowie die Betätigungswelle-Trenner BWT und die Betätigungswelle-Erder BWE, sowie die mit der Betätigungswel¬ le-Trenner BWT fest verbundene Antriebsscheibe ANS mit ihren beiden Treibzapfen TZ1, TZ2 (Fig. 2 bis 7) . In den Figuren ist angedeutet, daß die Abtriebswelle ABW in zwei Drehrich¬ tungen DRW zu betätigen ist, wobei jeweils eine Drehrichtung für die Trennerfunktion T und die entgegengesetzte Drehrich¬ tung für die Erderfunktion E vorgesehen ist. Wie ersichtlich, führen beide Betätigungswellen, die Betätigungswelle-Trenner BWT und die Betätigungswelle-Erder BWE, durch nicht bezeich¬ nete Stützlager in den linken Bereich der Darstellung, um von der Frontseite durch eine entsprechende Handhabungseinrich¬ tung manuell gedreht werden zu können. Weiterhin ist ersieht- lieh, daß der Dreistellungsschalterantrieb mit einer Verrie¬ gelungswelle VRW versehen ist, die mit ihren Querbolzen auf einen Verriegelungshebel VRH und einen Kipphebel KHB ein¬ wirkt. Im Zusammenhang mit der Verriegelungswelle VRW ist der Blendenverschluß BLV steuerbar, dessen Aufgabe darin besteht, die Betätigungsöffnungen für den Trenner und Erder im Be¬ darfsfall zu verschließen bzw. freizugeben. Desweiteren sind die Anzeigewelle-Trenner AWT und die Anzeigewelle-Erder AWE dargestellt, die mit entsprechenden Zeigern, ZGT Zeiger-Tren¬ ner und ZGE Zeiger-Erder verbunden sind und gemeinsam über die Kurvenscheibe KVS mittels der entsprechenden Steuerhebel- Trenner/-Erder SHT/E gesteuert werden. Wie später noch be- schrieben, sind die Anzeigewelle-Trenner AWT und die Anzeige¬ welle-Erder AWE mit entsprechenden Umlenkhebeln ULT, ULE so verbunden, daß die seitliche Auslenkung der Steuerhebel-Tren- ner/-Erder SHT/E in eine Drehbewegung zur Betätigung der ent- sprechenden Anzeigewelle-Trenner/-Erder AWR/E gesteuert werden können. Zum besseren Verständnis sind von dem Drei¬ stellungsschalterantrieb im wesentlichen die bewegbaren Teile dargestellt während auf die konstruktive Ausgestaltung der Gehäuse mit den Traglagern verzichtet worden ist. Wie die Figur weiterhin erkennen läßt, sind zum Verständnis der ein¬ zelnen Funktionsabläufe, die die nachfolgenden Figuren 2 bis 15 beinhalten, die Schnittebenen A-A, B-B und C-C vorgesehen.
In den folgenden Figuren 2 bis 7 sind die Bewegungsabläufe des Schrittschaltgetriebes im einzelnen näher erläutert. Die Figur 2 in der Schnittebene A-A zeigt die zahnradgekoppelten Betätigungswelle-Trenner BWT und die Betätigungswelle-Erder BWE, die auf die gemeinsame Antriebsscheibe ANS einwirken. Hinter der Antriebsscheibe ANS befindet sich der horizontal auslenkbare Schaltschlitten SSC, der mit seinen beiden Mit¬ nehmerbolzen MB1, MB2 durch die entsprechenden Nuten FN1, FN2 der Grundplatte GRP in die nicht näher bezeichnete Schlitz- kontur des Abtriebshebels ABH eingreift. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Abtriebshebel ABH fest mit der Abtriebs- welle ABW verbunden und führt die Drehbewegung, die durch die jeweilige Betätigungswelle-Trenner/-Erder BWT/E hervorgerufen wird, durch eine richtungsgesteuerte Drehung mit einem fest vorgegebenen Drehwinkel aus. Weiterhin ist ersichtlich, daß der Schaltschlitten SSC mit der Schaltkulisse SKU versehen ist, in deren Kontur die beiden Treibzapfen TZ1, TZ2 der Antriebsscheibe ANS eingreifen.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen die einzelnen Schaltzustände, wobei die Figur 2 mit der SchaltStellung AUS den verriegelten Zustand erkennen läßt, die Figur 3 das Verlassen des Verrie- gelungsbereichs und den Beginn der Abtriebsbewegung dar¬ stellt, Figur 4 das Ende der Abtriebsbewegung mit dem Beginn der Verriegelung und Bild 5 schließlich die Schaltstellung EIN im Verriegelungszustand darstellt. Wie bereits erwähnt, wird die Eingangs-Drehbewegung der Betätigungswelle-Trenner/- Erder BWT/E auf die Antriebsscheibe ANS übertragen. Die Treibzapfen TZl, TZ2 der Antriebsscheibe ANS greifen in die Schaltkulisse SKU des Schaltschlittens SSC ein und transpor¬ tieren den Schaltschlitten SSC entsprechend der bezeichneten Horizontalbewegung HBG (Figur 2) um einen definierten Weg. Am Ende des Transportweges halten die Treibzapfen TZl, TZ2 den Schaltschlitten SSC in seiner Schaltstellung EIN im Verrie¬ gelungszustand (Figur 5) . Parallel dazu greift der erste Mit¬ nehmerbolzen MB1 des Schaltschlittens SSC in die nicht be¬ zeichnete Mitnehmerkontur des Abtriebshebels ABH ein und befördert die Abtriebswelle ABW (Figur 1) um den Drehwinkel DRW (Figur 1) in die entsprechende Endstellung. Die Hubbe¬ wegung des Schaltschlittens SSC ist somit in die Drehbewegung der Abtriebswelle ABW umgewandelt. Dabei kann die Abtriebs¬ welle ABW (Figur l) so gesteckt werden, daß entweder der erste Mitnehmerbolzen MB1, oben dargestellt, oder der zweite Mitnehmerbolzen MB2, unten dargestellt, in den Abtriebshebel ABH eingreift. Mit dieser Maßnahme sind unterschiedliche Drehrichtungen der Abtriebswelle ABW bei gleichbleibender Betätigungsrichtung der Betätigungswelle-Trenner/Erder BWT/E möglich. Die Figuren 2 und 5 sind hier im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 zu vergleichen.
Die Figuren 8 bis 15 zeigen nähere Einzelheiten der Verriege¬ lung des Dreistellungsschalterantriebs und deren Schaltstel- lungsanzeige. Als wesentliche Bauteile für diese Funktion sind gemäß Figur 8 und folgende die Kurvenscheibe KVS mit den entsprechenden Steuerhebel-Trenner/-Erder SHT/E mit den jeweiligen Führungsstift-Trenner/-Erder FST/E sowie die entsprechenden Steuerhebel-Trenner/-Erder SHT/E mit ihren Umlenkhebel-Trenner/-Erder ULT/E und schließlich die sie drehenden Anzeigewelle-Trenner/-Erder AWT/E sowie deren Zeiger-Trenner/-Erder ZGT/E mit den Blendenverschluß BLV zuständig. Die interne Verriegelung verhindert eine Fehlbe¬ dienung des Dreistellungsschalterantriebs. Die Schaltstel- lungsanzeige gibt darüber hinaus visuell und elektrisch den Schaltzustand des Dreistellungsschalters an. Der Funktionsab- lauf erfolgt durch die Drehbewegung der Kurvenscheibe KVS, die die Steuerhebel-Trenner/-Erder SHT/E und ihre entspre¬ chenden Umlenkhebel-Trenner/-Erder ULT/E entsprechend den Figuren 8 bis 11 auslenkt. Die entsprechende Anzeigewelle- Trenner/-Erder AWT/E überträgt diese Bewegung auf die Zeiger- Trenner/-Erder ZGT/E zur visuellen Anzeige auf hier nicht dargestellte Meldeschalter, um ein elektrisches Schaltstel- lungssignal zu erzeugen. Wie den Figuren 13 und 14 zu ent¬ nehmen ist, wird während einer nicht abgeschlossenen Schalt¬ handlung eine Störstellung dadurch angezeigt, daß die Zeiger- Trenner/-Erder ZGT/E die Balkenmarkierungen nicht im horizon¬ talen oder vertikalen Zustand anzeigen. Bei der nicht abge¬ schlossenen Sehalthandlung ist durch den Blendenverschluß BLV der Zugang zu der Betätigungswelle verschlossen, die nicht zur abgeschlossenen Schal handlung beiträgt. So ist in Figur 13 ersichtlich, daß lediglich die Betätigungsδffnung-Trenner BIT freigegeben ist, um die Betätigungswelle-Trenner BWT - wie im Beispiel aufgeführt - von der Schaltstellung AUS in die SchaltStellung EIN zu überführen. Die Freigabe der jewei¬ ligen Betätigungsδffnung-Trenner/-Erder BTT/E geschieht jeweils in Abhängigkeit der entsprechenden Schaltstellung des Dreistellungsschalters. In der Schaltstellung AUS des Drei¬ stellungsschalters gemäß Figur 12 kann entweder die Betäti¬ gungsöffnung-Trenner BTT oder die Betätigungsöffnung-Erder BTE freigegeben werden. Dagegen kann in der Schaltstellung- Trenner EIN nur die Betätigungsöffnung-Trenner BTT freige¬ geben werden (Figur 15) . Gleiches gilt im übertragenen Sinne für die Erdungsfunktion.
Um die Dreistellungsschalter im Zusammenhang mit ihren unter- schiedlichen Schaltstellungen auch mit anderen Schaltgeräten funktionell verknüpfen zu können, ist die Verriegelungswelle VRW mit dem formschlüssig gekoppelten Blendenverschluß BLV, sowie der Verriegelungshebel VRW und der Kipphebel KHB gemäß der Figur l vorgesehen. Dabei dient der Verriegelungshebel VRH zur Sperrung der Verriegelungswelle VRW, während der Kipphebel KHB durch seine Auslenkung andere elektrische Aus- gangssignale steuern kann. Der Verriegelungshebel VRH und der Kipphebel KHB werden durch die Querbolzen QB1, QB2 der Ver¬ riegelungswelle VRW gesteuert bzw. wirken auf die Verriege¬ lungswelle VRW entsprechend ein. Wird der Verriegelungshebel VRH daran gehinderten die strichpunktierte Lage zu gelangen, so ist die Drehbewegung der Verriegelungswelle VRW gesperrt. Da auch der Blendenverschluß mit der Verriegelungswelle form¬ schlüssig verbunden ist, wird auch der Blendenverschluß BLV gesperrt und damit die Freigabe der Betätigugnsδffnung-Tren- ner/-Erder BTT/E verhindert. Zur Freigabe einer der Betäti¬ gungsöffnung-Trenner/-Erder BTT/E (Figur 13) muß die Verrie¬ gelungswelle VRW je nach gewünschter Schalthandlung - Ein¬ leiten der Trennerfunktion oder Einleiten der Erderfunktion - nach rechts oder nach links gedreht werden. Mit dieser Maß- nähme können die unterschiedlichen Verriegelungsbedingungen für den Trenner und den Erder abgefragt werden. Die Dreh¬ bewegung der Verriegelungswelle VRW ist für ein elektrisches und ein mechanisches Ausgangssignal zu nutzen. Um diese Funk¬ tionsmeldung zu realisieren, ist der Querbolzen QB1 vorgese- hen und bewirkt beim Drehen der Verriegelungswelle VRW die Betätigung des Kipphebels KHB. Dieser Kipphebel kann seiner¬ seits in nicht dargestellter Weise durch seine Auslenkung beispielsweise elektrische Schalter betätigen und damit elektrische Ausgangssignale steuern. Der Verriegelungshebel VRH kann darüber hinaus mechanische AusgangsSignale für die unterschiedlichen Schaltzustände des Dreistellungsschalters bewirken.

Claims

Patentansprüche
1. Dreistellungsschalterantrieb für Mittelspannungsschalt¬ anlagen mit einer in die Schaltstellungen EIN, AUS, ERDE drehbaren Schaltwelle, wobei die Schaltwelle manuell von AUS nach EIN und von AUS nach ERDE und umgekehrt betätigbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
1.1. der Dreistellungsschalterantrieb ist durch ein Schritt¬ schaltgetriebe (SSG) realisiert, dessen drehbare Schalt- welle durch eine Betätigungswelle-Trenner (BWT) und durch eine Betätigungswelle-Erder (BWE) gebildet ist,
1.2. die Betätigungswelle-Erder (BWE) ist mit der Betäti¬ gungswelle-Trenner (BWT) zahnradgekoppelt, wobei die Be¬ tätigungswelle-Trenner (BWT) fest mit einer Antriebs- Scheibe (ANS) mit sich mittensymmetrisch gegenüberste¬ henden Treibzapfen (TZl, 2) verbunden ist,
1.3. die Treibzapfen (TZl,2) greifen in Schaltkulissen (SKU) eines hinter der Antriebsscheibe (ANS) angeordneten Schaltschlittens (SSC) derart ein, daß eine gerichtete Eingangs-Drehbewegung der Antriebsscheibe (ANS) eine ge¬ richtete Linearbewegung (HBG) des Schaltschlittens (SSC) bewirkt und mit dem Eingriff eines Treibzapfens (TZ2) in eine Sperrkontur der Schaltkulisse (SKU) eine Verriege¬ lung der erreichten Schaltstellung erzielt ist, 1.4. der Schaltschlitten (SSC) weist vorzugsweise längsmit- tensymmetrisch angeordnete Mitnehmerbolzen (MBl,2) auf, die durch eine innerhalb einer ortsfest positionierten Grundplatte (GRP) mit an die Kontur der Mitnehmerbolzen (MBl,2) angepaßte annähernd linear verlaufende Nuten (FN1,2) geführt sind,
1.5. einer der Mitnehmerbolzen (MBl oder MB2) greift in eine Längsnut (LNT) eines hinter der Grundplatte (GRP) ange¬ ordneten Abtriebshebels (ABH) derart ein, daß eine mit dem Abtriebshebel (ABM) starr verbundene, vorzugsweise in der Ebene der Betätigungswelle-Trenner und -Erder (BWT und BWE) angeordnete Abtriebswelle (ABW) die ge- richtete Eingangs-Drehbewegung der Antriebsscheibe(ANS) in eine Ausgangs-Drehbewegung mit definiertem Drehwinkel (DRW) umwandelt.
2. Dreistellungsschalterantrieb nach Anspruch 1 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
2.1. die Betätigungswelle-Trenner (BWT) ist starr mit einer Kurvenscheibe (KVS) mit Führungsbahnen (FBN) verbunden,
2.2. in die Führungsbahnen (FBN) greifen ein Führungsstift- Trenner (FST) eines Steuerhebel-Trenners (SHT) und ein
Führungsstift-Erder (FSE) eines zum Steuerhebel-Trenner (SHT) spiegelsymmetrisch angeordneten Steuerhebel-Erderε (SHE) derart ein, daß jeweils ein am entgegengesetzten Ende eines jeweiligen Drehlager-Trenners/-Erders (DLT, DLE) um eine Drehachse einer jeweiligen Anzeigewelle- Trenner/-Erder (AWT/E) bewegbarer Umlenkhebel-Trenner/- Erder (ULT/E) eine mit der jeweiligen Anzeigewelle-Tren- ner/-Erder (AWT/E) fest verbundener Zeiger-Trenner/-Er- der (ZGT/E) eine visuelle Anzeige der jeweiligen Schalt- Stellungen bewirkt, und die jeweilige Anzeigewelle-Tren- ner/-Erder die drehbare Schaltwelle-Trenner/-Erder eines jeweiligen Meldeschalters-Trenner/-Erder zur elektri¬ schen Anzeige der Schaltstellung Trenner/Erder bildet,
2.3. die Zeiger-Trenner/-Erder (ZGT/E) sind jeweils mit einem festen Anschlagbolzen (ABT/E) zur Verriegelung eines durch eine Verriegelungswelle (VRW) steuerbaren Blenden¬ verschlusses (BLV) zur Freigabe des Zuganges zu der Betätigungswelle-Trenner/-Erder (BWT/E) ausgestattet.
3. Dreistellungsschalterantrieb nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 3.1. die Verriegelungswelle (VRW) ist formschlüssig mit dem Blendenverschluß (BLV) derart mit einem ein elektrisches Ausgangssignal bewirkenden Kipphebel (KHB) und einem ein mechanisches Ausgangssignal bewirkenden Verriegelungs- hebel (VRH) verbunden, daß durch ein Einwirken eines jeweiligen Querbolzens auf den Kipphebel (KHB) und den Verriegelungshebel (VRH) eine DrehlageVeränderung der¬ selben erzeugt ist,
3.2. die Verriegelungswelle (VRW) ist mittels eines Quer- bolzens (QB2) durch ein mechanisch einwirkendes Ein¬ gangssignal sperrbar,
3.3. der formschlüssig mit der Verriegelungswelle (VRW) ver¬ bundene Blendenverschluß (BLV) bewirkt, daß bei gesperr¬ ter Verriegelungswelle (VRW) die Freigabe einer Betä- tigungsöffnung (BTT bzw. BTE) gesperrt ist.
4. Dreistellungsschalterantrieb nach Anspruch 1 und den Ansprüchen 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 4.1. die Antriebsscheibe (ANS) ist durch einen zahnradgekop¬ pelten Elektromotorantrieb (EMA) steuerbar,
4.2. der Elektromotorantrieb (EMA) ist in beiden Drehrichtun¬ gen antreibbar,
4.3. der Elektromotorantrieb (EMA) steht mit einer der Betä- tigungswellen-Trenner/Erder (BWT/BWE) ) direkt zahnrad¬ gekoppelt in Eingriff.
5. Dreistellungsschalterantrieb nach Anspruch 1 und den vorangegangenen Ansprüchen 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
5.1. der Dreistellungsschalterantrieb ist in der Trennerfunk¬ tion von der Schaltstellung AUS nach EIN bzw. EIN nach AUS durch eine Rechtsdrehung bzw. durch eine Linksdre¬ hung der Betätigungswelle-Trenner (BWT) um 180° realisiert,
5.2. der Dreistellungsschalterantrieb ist in der Erderfunk¬ tion von der Schaltstellung AUS nach EIN bzw. EIN nach AUS durch eine Rechtsdrehung bzw. durch eine Linksdre¬ hung der Betätigungswelle - Erder (BWE) um 180° realisiert.
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