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Dokumentenidentifikation DE4111942A1 15.10.1992
Titel Schaltantrieb für elektrische Geräte der Mittelspannungstechnik
Anmelder Felten & Guilleaume Energietechnik AG, 5000 Köln, DE
Erfinder Deharde, Horst, 4152 Kempen, DE;
Dirks, Rolf, 4156 Willich, DE;
Tisch, Udo, 4150 Krefeld, DE
DE-Anmeldedatum 12.04.1991
DE-Aktenzeichen 4111942
Offenlegungstag 15.10.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.10.1992
IPC-Hauptklasse H01H 33/40
IPC-Nebenklasse H01H 33/50   H01H 9/16   
Zusammenfassung Schaltantriebe dienen zur Kraftübertragung von der Front einer Schaltanlage zu einem in der Schaltanlage befindlichen Schaltgerät. Es stellt sich hier die Aufgabe, einen Schaltantrieb der zuvor geschilderten Art in seinen Schalthandlungen zu vereinfachen und selbststeuernde Mechanismen vorzusehen, die je nach der Schalthandlung Betätigungsöffnungen verschließen oder freigeben, eindeutige Schaltstellungen anzeigen und automatisch die Kabelanschlußräume verriegeln.
Die Lösung sieht vor, daß eine Einschaltfeder 6 und eine Ausschaltfeder 20 bei der Schalthanddrehung einer Betätigungswelle 1 gleichzeitig in den höchsten Kraftpunkt gespannt werden. Hierbei werden mechanische Koppelglieder 3, 4, 22, 23, 17, 16, 27, 28, 29, 30, 32, 39, in die Einschaltstellung bewegt und die Ausschaltfeder 20 über einen Ausschaltfederhebel 19 in der gespannten Position gehalten. Ein von der Schaltwelle 38 betätigbarer Querschieber 36 macht die Betätigungswellen 1, 80 wechselweise verriegelbar, dient als Schalterstellungsanzeige und verriegelt die Kabelanschlußräume durch eine mit dem Querschieber 36 verbundene Mitnahmeachse 35 mit einem Verriegelungshebel 33.
Ein derartiger Schaltantrieb eignet sich für Schaltgeräte der Mittelspannungstechnik, insbesondere für Lasttrennschalter.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Schaltantrieb für elektrische Geräte der Mittelspannungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Schaltantrieb ist bereits bekannt (DE-OS 32 33 412). Es handelt sich hierbei um einen Federkraftantrieb für einen elektrischen Hochspannungsschalter. Neben einer Einschaltfeder, die eine Schalterwelle und damit die Schaltkontakte des Hochspannungsschalters beim Einschalten antreibt, besitzt der Federkraftantrieb eine Ausschaltfeder, die die Schalterwelle beim Ausschaltvorgang antreibt. Aufgrund dieses Federsystems ist es möglich, eine "AUS"- Schaltung zu speichern. Hierzu sind allerdings mehrere Handdrehbewegungen erforderlich. Sicherheitsrelevante Selbststeuerungen sind bei diesem Federkraftantrieb nicht vorgesehen.

Neue Schaltanlagen-Techniken, insbesondere klein- und kompakt-bauende Anlagen stellen hohe Anforderungen an die hierzu gehörenden Schaltantriebe. Es besteht daher die Forderung, die Antriebstechnik ebenfalls auf kleinstem Raum unterzubringen. Von dieser Technik wird erwartet, daß sie sicherheitsrelevante Bedingungen erfüllt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaltantrieb der eingangs geschilderten Art in seinen Schalthandlungen zu vereinfachen, und selbststeuernde Mechanismen vorzusehen, die je nach der Schalthandlung Betätigungsöffnungen verschließen oder freigeben, eindeutige Schaltstellungen anzeigen und automatisch die Kabelanschlußräume verriegeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Kombination von Merkmalen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die geforderten Funktionen mit einem Minimum an Bauelementen erreicht werden und die Handhabung des Schaltantriebs gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht wird.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Schaltsicherheit im Innenraum einer Schaltanlage wird vorteilhafterweise durch eine Schaltschwingsperre erhöht, die verhindert, daß die unvermeidbare Schaltfederschwingung bei einem Schaltvorgang sich auf die in der Schaltanlage befindlichen Schaltmesser überträgt und sich diese durch ein mögliches Durchschwingen sowohl dem Sammelschienen- als auch dem Erdungskontakt so weit nähern, daß eine Wiederzündung oder ein Erdschluß entsteht (Ansprüche 6 und 16).

Auch ist es von Vorteil, daß auf die Betätigungswelle eine Steuerhülse mit einem Hebelsystem aufsetzbar ist, um den Schaltantrieb mit einer Hand-Vorlauf-Steuerung betreiben zu können (Ansprüche 13 und 18). Mittels dieser Hand-Vorlauf-Steuerung wird ein Durchschwingen der Schaltmesser des Schaltgeräts verhindert und eine Sofort-"AUS"-Schaltung per Hand erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in vier Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schaltantrieb für elektrische Geräte in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine hierzu gehörende Hand-Vorlauf-Steuerung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 diese Hand-Vorlauf-Steuerung im eingesetzten Zustand in dem Schaltantrieb in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 den gesamten Schaltantrieb mit den Montageachsen der Hand- Vorlauf-Steuerung in perspektivischer Darstellung.

Bezeichnet sind mit:

1 Betätigungswelle

2 Anschlag an der Betätigungswelle 1

3 Schaltfederhebel an der Betätigungswelle 1

mit den Teilen 3a, b

4 Federaufhängebolzen

5 Federführungsstange mit beidseitigen

Langlöchern 5a

6 Einschaltfeder

7 Führungsscheibe

8 Federaufhängebolzen

9 Federlager

10 Federlager

11 Lagerbolzen im Federlager 10

12 Kurvenhebel zum Ausgelöstspeicher

13 Rollenhebel zum Ausgelöstspeicher

14 Auslöserolle

15 Ausgelöst-Anzeiger am Rollenhebel 13

16 Laufbuchse

17 Mitnahmesegment auf der Laufbuchse 16

18 Schwingsperranschlag auf der Laufbuchse 16

19 Ausschaltfederhebel auf der Laufbuchse 16

20 Ausschaltfeder

21 Ausschaltsteuerhebel verbunden mit einer

Verbindungsbuchse 26

22 Nadelrollenhebel verbunden mit der

Verbindungsbuchse 26

23 Nadelrolle am Nadelrollenhebel 22 und unterstellt

dem Mitnahmesegment 17

24 Einstellbolzen am Ausschaltsteuerhebel 21

25 Einstellschraube am Einstellbolzen 24

26 Verbindungsbuchse zwischen dem Ausschaltsteuer-

hebel 21 und dem Nadelrollenhebel 22

27 Mitnahmehebel auf der Laufbuchse 16

28 Mitnahmebolzen

29 Mitnahmestange

30 Kastenförmiger Mitnahmeschieber mit einer

Lasche 30a und einer Ausnehmung 30b

31 Schraubverbinder zwischen der Mitnahmestange 29

und dem kastenförmigen Mitnahmeschieber 30

32 Schaltwellenhebel

33 Verriegelungshebel zum Kabelanschlußraum

34 Aufhängebolzen für den Verriegelungshebel 33

35 Mitnahmeachse für den Schaltwellenhebel 32, den

Verriegelungshebel 33 und einen Querschieber 36

36 Querschieber gleichzeitig Schalterstellungsanzeige

mit einem Langloch 36a, einem Hebel 36b, und

einem Langloch 36c

37 Sicherungskappe für die Mitnahmeachse 35

38 Schaltwelle zu den inneren Schaltmessern

39 Klemmbuchse verbunden mit dem

Schaltwellenhebel 32

40 Klemmschraube

41 Betätigungswellenlager

42 Anschlaghalter verbunden mit einem U-förmigen

Traggestell 45

43 Tellerfedern

44 Anschlagschraube

45 U-förmiges Traggestell

46 Auslösewelle mit einer Ausnehmung 46a

47 Auslösehebel an der Auslösewelle 46

48 Auslöse-Impuls-Stange

49 Aufzugsrolle für Ausgelöstspeicher mit einer

Federaufhängung vor der Aufzugsrolle

50 Rückholfeder für den Ausschaltsteuerhebel 21

51 Feder für Ausgelöstspeicher

52 bis 59 sind nicht enthalten

60 Anschlagschraube (einstellbar)

61 Gewinderohr fest an einer Steuerwelle 65 mit

Federrille

62 Steuerhülse, aufsetzbar auf der

Betätigungswelle 1

63 Hülsenhebel, fest an der Steuerhülse 62

64 Federhebel, fest an der Steuerhülse 62

65 Steuerwelle

66 Kurvenhebel

67 Steuernocken, fest an der Steuerhülse 62

68 Rückholfeder für die Anschlagschraube 60 und

den Kurvenhebel 66

69 Mitnahmebolzen für einen Übertragungshebel 70

70 Übertragungshebel

71 Aufnahmeachse, beweglich

72 Laufhülse an dem Übertragungshebel 70

73 Einstellschrauben für die Winkellage des

Übertragungshebels 70

74 Übertragungshebel, fest an der Aufnahmeachse 71

75 Mitnahmebolzen, fest an dem Übertragungshebel 74

76 Verbindungsstange

77 Rückholfeder

78 Rückholfeder

79 Laufbuchse auf der Antriebswelle "Erder"

80 Betätigungswelle "Erder-Antrieb"

81 Schaltwippe, fest an der Laufbuchse 79

82 Auslösebolzen für den Ausschaltsteuerhebel 21

83 Mitnahmebolzen

84 Einstecköffnung für Betätigungshebel

85 Schlitz

86 Durchstecksplint

Nach Fig. 1 besitzt der Schaltantrieb eine Betätigungswelle 1, die in den Endbereichen jeweils in einem Betätigungswellenlager 41 eingesetzt ist. Mit der Betätigungswelle 1 ist ein zweigeteilter Schaltfederhebel 3a, b fest verbunden, wobei die beiden Teile 3a und 3b im Abstand voneinander angeordnet sind. Die freien Enden der Teile 3a, b sind durch einen Federaufhängebolzen 4 für eine Federführungsstange 5 verbunden. Das freie Ende dieser Federführungsstange 5 ist in einem weiteren Federaufhängebolzen 8 beweglich gelagert. Die Federführungsstange ist an beiden Enden mit Langlöchern 5a versehen. Auf der Federführungsstange 5 ist eine Einschaltfeder 6 aufgeschoben, deren Bewegungsfreiheit einseitig durch eine Führungsscheibe 7 begrenzt ist. Der Federaufhängebolzen 8 ruht in Federlagern 9 und 10, die als abgewinkelte Teile ausgebildet sind.

Auf der Betätigungswelle 1 ist eine Laufbuchse 16 aufgeschoben, an welcher ein Schwingsperranschlag 18, ein Ausschaltfederhebel 19 und ein Mitnahmehebel 27 befestigt sind. Ferner ist mit der Laufbuchse 16 ein Mitnahmesegment 17 verbunden, das die Laufbuchse teilweise umgibt.

Der über das Teil 3b des Schaltfederhebels 3 hinausragende Federaufhängebolzen 4 besitzt eine Verbindungsbuchse 26 für einen Ausschaltsteuerhebel 21 und einen Nadelrollenhebel 22. Das freie Ende des Nadelrollenhebels 22 trägt eine Nadelrolle 23, die dem Mitnahmesegment 17 unterstellt ist. An dem Ausschaltsteuerhebel 21 befindet sich ein Einstellbolzen 24, der eine Einstellschraube 25 für die Verstellung des Ausschaltsteuerhebels 21 aufweist.

In dem Federlager 10 ist ein Lagerbolzen 11 eingesetzt, an dessen freien Ende ein Rollenhebel 13 schwenkbar gelagert ist. An diesem Rollenhebel 13 ist eine Auslöserolle 14 angebracht. Eine Ausschaltfeder 20 ist einerseits über einen Bolzen mit dem vorderen Teil eines U-förmigen Traggestells 45 verbunden und andererseits an dem Ausschaltfederhebel 19 eingehängt, wozu letzterer eine entsprechende Einhängemöglichkeit besitzt. Für den Ausschaltsteuerhebel 21 ist eine Rückholfeder 50 vorgesehen, deren freies Ende an einer Aufzugsrolle 49 für einen Ausgelöstspeicher verbunden ist.

Der Rollenhebel 13 besitzt eine mehrfach abgewinkelte Form, wobei das eine Ende mit einem Ausgelöst-Anzeiger 15 gelenkig verbunden ist, während das andere Ende verstärkt ist, und in eine Halbwellenkontur einer Auslösewelle 46 eingreifen kann. Die Auslösewelle 46 ist fest mit einem Auslösehebel 47 verbunden, an den wiederum eine Auslöseimpulsstange 48 angelenkt ist.

Der Mitnahmehebel 27 ist mittels eines Mitnahmebolzens 28 gelenkig mit einer Mitnahmestange 29 verbunden. Ein Schraubverbinder 31 verbindet den freien Teil der Mitnahmestange 29 mit einer Lasche 30a eines kastenförmigen Mitnahmeschiebers 30, der wiederum von einer senkrecht und parallel zur Bedienungsseite verlaufenden Ausnehmung 30b durchsetzt ist. Eine Mitnahmeachse 35 ist in der Ausnehmung 30b spielfrei angeordnet. Die Mitnahmeachse 35 erfüllt hierbei eine dreifache Funktion, so stellt sie einmal über einen zweigeteilten Schaltwellenhebel 32 die Verbindung zu einer Schaltwelle 38 her, zum zweiten ist sie mit einem Verriegelungshebel 33 für einen Kabelanschlußraum verbunden, wobei in dem Verriegelungshebel 33 ein Aufhängebolzen 34 eingesetzt ist, und zum dritten stellt die Mitnahmeachse 35 über einen Hebel 36b die Verbindung zu einem Querschieber 36 her. Der Hebel 36b besitzt ein Langloch 36c, in welchem das Ende der Mitnahmeachse 35 beweglich geführt wird. Der Hebel 36b steht senkrecht auf dem Querschieber 36 und ist mit diesem fest verbunden. Der Querschieber dient zusätzlich als Schalterstellungsanzeige und besitzt zur Bedienungsseite ein Langloch 36a. Das Ende der Mitnahmeachse 35 ist durch eine nicht rückziehbare Sicherungskappe 37 abgeschlossen. Die Teile des Schaltwellenhebels 32 sind übereinander angeordnet, wobei das obere Teil des Schaltwellenhebels 32 mit einer Klemmbuchse 39 fest verbunden ist. Die Schaltwelle 38 ist mittels einer Klemmschraube 40 lösbar mit der Klemmbuchse 39 verbunden. Die Schaltwelle 38 stellt die Verbindung zu den Schaltmessern des Schaltgeräts her.

Am Lagerbolzen 11 ist schwenkbar ein S-förmiger Kurvenhebel zum Ausgelöstspeicher eingesetzt. Der Kurvenhebel 12 ist durch eine Feder 51 gespannt, deren freies Ende am Federlager 10 eingehängt ist. Das freie Ende des Kurvenhebels 12 liegt an der Aufzugsrolle 49 an.

Die Betätigungswelle 1 besitzt einen Anschlag 2, der mit einer Anschlagschraube 44 korrespondiert, die in einem Anschlaghalter 42 eingesetzt ist. Zwischen dem Anschlag 2 und dem Anschlaghalter 42 sind auf der Anschlagschraube 44 Tellerfedern 43 aufgeschoben.

Der gesamte Schaltantrieb ist in dem U-förmigen Traggestell 45 eingesetzt, wobei der Anschlaghalter 42 fest mit diesem Traggestell verbunden ist.

Die Betätigungswelle 1 besitzt hinter der Kontur für den Betätigungshebel einen Schlitz 85 für die Sperrung durch den Querschieber 36.

Die Verbindungen der montierten Bauteile sind über Scheiben und Durchstecksplinte 86 gehalten und gesichert.

In Fig. 2 sind Einzelheiten einer Hand-Vorlauf-Steuerung dargestellt. Hierzu ist eine auf die Betätigungswelle 1 aufsetzbare Steuerhülse 62 vorgesehen, die wie die Betätigungswelle eine Einstecköffnung 62a und einen Schlitz 62b aufweist.

Diese Steuerhülse 62 besitzt einen Hülsenhebel 63, dessen freies Ende mit einem Mitnahmebolzen 69 versehen ist. Außerdem ist die Steuerhülse 62 mit einem Federhebel 64 für eine Rückholfeder 78 ausgestattet. Ferner ist an der Steuerhülse 62 ein Steuernocken 67 angeformt. Im Abstand unterhalb der Steuerhülse 62 befindet sich eine Steuerwelle 65, deren Achse parallel zu Achse der Steuerhülse 62 verläuft. Die Steuerwelle 65 weist einen Kurvenhebel 66 auf, der mit dem Steuernocken 67 korrespondiert. Ferner ist die Steuerwelle 65 mit einem Gewinderohr 61 versehen, in welches eine einstellbare Anschlagschraube 60 einschraubbar ist. Das Gewinderohr besitzt eine Rückholfeder 68, die für die Anschlagschraube 60 und den Kurvenhebel 66 vorgesehen ist. Die Anschlagschraube 60 stellt sich unter den Schwingsperranschlag 18.

Der Mitnahmebolzen 69 dient der Mitnahme eines Übertragungshebels 70, der mit einer Laufhülse 72 fest verbunden ist. Die Laufhülse 72 wiederum ist auf einer beweglichen Aufnahmeachse 71 aufgesetzt. Für die Winkellage des Übertragungshebels 70 besitzt die Laufhülse 72 Einstellschrauben 73. Fest mit der Aufnahmeachse 71 ist ein weiterer Übertragungshebel 74 verbunden, der über einen Mitnahmebolzen 75 (in Fig. 2 dargestellt) an eine Verbindungsstange 76 angelenkt ist. Diese Verbindungsstange 76 besitzt eine Rückholfeder 77. Eine Schaltwippe 81 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet und fest mit einer Laufbuchse 79 verbunden, die auf eine Betätigungswelle 80 für einen Erdungsschalter aufgeschoben ist. Die Schaltwippe 81 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei das eine Ende einen Auslösebolzen 82 trägt, der auf den Ausschaltsteuerhebel 21 (in Fig. 1 dargestellt) drückt und das andere Ende über einen Mitnahmebolzen 83 mit der Verbindungsstange 76 verbunden ist.

Fig. 3 und 4 verdeutlichen nochmals Einzelheiten der Hand-Vorlauf- Steuerung. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1 und 2.

Die Funktionsweise des Schaltantriebs ist folgende:

Ein Betätigungshebel (nicht dargestellt) wird in die vordere Mitnahmekontur der Betätigungswelle 1 gesteckt. Durch eine Rechtsdrehung wird die Einschaltfeder 6 über den Schaltfederhebel 3 und den Federaufhängebolzen 4 in die Totpunktstellung bewegt. Dabei legt sich die Nadelrolle 23 vor das Mitnahmesegment 17 und bewegt die hiermit verbundenen Teile, wie die Laufbuchse 16, den Schwingsperranschlag 18 und den Ausschaltfederhebel 19, wie auch den Ausschaltsteuerhebel 21, den Nadelrollenhebel 22, die Nadelrolle 23, den Einstellbolzen 24 mit der Einstellschraube 25 und die Verbindungsbuchse 26, dem Mitnahmehebel 27 und die Mitnahmestange 29 gleichfalls in eine Rechtsdrehung. Dabei wird die Ausschaltfeder 20 über einen Bolzen im vorderen Teil des U-förmigen Traggestells 45 aufgehängt und in ihrer Schaltkraft gespannt. Diese Kraft stützt sich über das Mitnahmesegment 17 und die Nadelrolle 23, verbunden mit dem Federaufhängebolzen 4 und dem Schaltfederhebel 3, ab. Bei einer weiteren Handdrehung nach rechts schießt dann die Einschaltfeder 6 über den Totpunkt, wobei der Leerlauf im kastenförmigen Mitnahmeschieber 30 bis zur Kraftschlüssigkeit desselben mit der Mitnahmeachse 35 aufgehoben wird, welche ohne Spiel im Schaltwellenhebel 32 steckt. Der Schaltwellenhebel 32 ist wiederum über die Klemmbuchse 39 kraftschlüssig mit der Schaltwelle 38 verbunden und wird in eine schlagartige Linksdrehung für den inneren Schaltvorgang versetzt. Mit diesem Sprung der Einschaltfeder 6 wird die Ausschaltfeder 20 in ihrer vollen Kraft auf ihrer Position gehalten. Mit dieser Schalthandlung ist beispielsweise das innere Schaltgerät "EIN"- geschaltet, die Ausschaltfeder 20 über dem Ausschaltfederhebel 19 mit der Laufbuchse 16, dem Mitnahmesegment 17, dem Ausschaltsteuerhebel 21, dem Nadelrollenhebel 22, der Nadelrolle 23 verbunden. Die Ausschaltfeder 20 ist dabei voll gespannt und "AUS"-schaltbereit.

Gleichzeitig wird durch die rechtsdrehende "EIN"-Schaltbewegung über die Aufzugsrolle 49 der Kurvenhebel 12 gemeinsam mit dem Rollenhebel 13 die Feder 51 für den Ausgelöstspeicher, verbunden mit dem vollständigen Rollenhebel 13 der Auslöserolle 14 gespannt, wobei die vordere Kontur des Rollenhebels 13 sich sperrend gegen die Halbwellenkontur der Auslösewelle 46 legt.

Bei einem mechanischen Kurzimpuls (Sicherung) oder elektrischen Kurzimpuls (Arbeitsstromauslöser, Unterspannungsauslöser) wird die Auslösewelle 46 in eine Linksdrehung über den Auslösehebel 47 und die Auslöse-Impuls-Stange 48 versetzt. Die Halbwellenkontur der Auslösewelle 46 gibt die Kontur des Rollenhebels 13 im unteren Bereich frei, so daß die Auslöserolle 14 über die Spannkraft der Feder 51 gegen die Bogenkontur des Ausschaltsteuerhebels 21 geschlagen wird, und so die Nadelrolle 23 unter dem Mitnahmesegment 17 heraustreibt und damit die gespannt gehaltene Ausschaltfeder 20 mit dem verbundenen Mitnahmehebel 27, der Mitnahmestange 29 und den nachfolgenden Bauteilen freigibt. Damit erfolgt eine schlagartige Drehung der Schaltwelle 38 in entgegengesetzter Richtung zu einer "AUS"-Schaltung des inneren Schaltgeräts.

Soll ein nochmaliges Einschalten erfolgen, muß durch eine Handlinksdrehung der Betätigungswelle 1 die Nadelrolle 23 wieder unter das Mitnahmesegment 17 gestellt werden, wobei dann die "EIN"- Schaltung wieder durch eine Rechtsdrehung der Betätigungswelle 1 erfolgt.

Steht nach wie vor ein "AUS"-Impuls durch eine Fernwarte oder Sicherung an der Auslösewelle 46 an, so kann der Rollenhebel 13 an der Halbwellenkontur an der Auslösewelle 46 nicht gehalten werden. Die Kraft der Feder 51 drückt statisch über die gesamte Kurve des Ausschaltsteuerhebels 21 die Nadelrolle 23 unter dem Mitnahmesegment 17 heraus, so daß auch bei einer weiteren Übertotpunktdrehung der Einschaltfeder 6 eine kraftschlüssige Mitnahme des Mitnahmesegments 17 nicht erfolgen kann. Man spricht in diesem Fall von einer Fehlschaltung. Erst wenn der Fehler im Netzbetrieb beseitigt ist und der "AUS"-Impuls aufgehoben ist, kann eine "EIN"-Schaltung erfolgen. Für die Nadelrolle 23 wird ihre Selbsthaltekraft über den Einstellbolzen 24 und die Einstellschraube 25 eingestellt.

Für die normalen "EIN"- und "AUS"-Schaltungen wird, ohne das ein Ausschalt-Impuls anliegt, einfach durch Handdrehung der Betätigungswelle 1 nach rechts ("EIN") oder nach links ("AUS") die Einschaltfeder 6 jeweils über den Totpunkt bewegt, womit ein Drehsprung erfolgt, welcher über die gekoppelten Bauteile die Schaltwelle 38 in die gewünschte Schaltdrehung versetzt.

Aus Sicherheitgründen müssen Verriegelungen und Anzeigen grundsätzlich von der Schaltwelle 38, die kraftschlüssig mit den inneren Schaltmessern des Schaltgeräts verbunden sind, gesteuert werden. Dies erfolgt über die Schaltwelle 38, die Klemmbuchse 39, die Klemmschraube 40, den Schaltwellenhebel 32 und die Mitnahmeachse 35 nach der Schalterstellungsanzeige 36, die gleichzeitig die Verriegelung für den Erderantrieb durch die Schlitze 85 in den Betätigungswellen 1 und 80 im vorderen Bereich, bei Betätigung des Schaltgeräts nach "EIN" die gleiche, in Fig. 1 nicht dargestellte Betätigungswelle 80 für den Erder-Antrieb mit dem Durchfahren in den Schlitz 85 der Betätigungswelle 80 für den Erder, diese verschließt, so daß eine Handbetätigung nicht möglich ist. Derselbe Vorgang erfolgt umgekehrt bei "EIN"-Schaltung des Erders. In gleicher sicherer Weise erfolgt die Ausgelöst-Anzeige über den Ausgelöst- Anzeiger 15. Ebenso wird der Verriegelungshebel 33 kraftschlüssig von der Schaltwelle 38 betätigt, und ein innerer Verschluß im Kabelanschlußraum erreicht, der ein Abnehmen der Kabelraumverschlußklappe (nicht dargestellt) nur dann ermöglicht, wenn das Schaltgerät "AUS" und der Erdungsschalter "EIN" geschaltet sind.

Bei Betriebssystemen über 10 kV ist es aus Schaltsicherheitsgründen erforderlich, ein Durchschwingen der Schaltmesser, bedingt durch die Eigenschwingungen der Einschaltfeder 6 und der Ausschaltfeder 20 zu verhindern. Weiterhin wird die Forderung gestellt, daß eine "AUS"-Schaltung ebenfalls durch einen kurzen Handbetätigungs-Impuls erfolgen kann, ohne die Betätigungswelle 1 in eine Drehung zu versetzen. Beide Forderungen werden erfindungsgemäß durch die "Hand- Vorlauf-Steuerung" erreicht.

Die Teile dieses Systems werden entsprechend der Fig. 3 auf die Betätigungswellen 1 und 80 aufgesetzt, wobei die Anschlagschraube 60 unterhalb des Schwingsperranschlages mit 1,5 mm Spiel gestellt wird. Bei einer sofortigen Handauslösung durch den Handhebel nach links wird die Steuerhülse 62 mit dem Hülsenhebel 63, dem Federhebel 64 und dem Steuernocken 67 nach links ("AUS"-Schaltdrehung) bewegt (Leerlauf), ohne daß schon eine Mitnahme der Betätigungswelle 1 erfolgt. Der Kurvenhebel 66 verbunden mit der Steuerwelle 65, dem Gewinderohr 61 und der Anschlagschraube 60 bleibt in seiner unterstellten Sperrfunktion. Die Übertragungshebel 70 und 74 sowie die Verbindungsstange werden so bewegt, daß die Schaltwippe 81 drehend auf der Betätigungswelle 80 mit ihrem Auslösebolzen 82 statisch drückend auf die Kontur des Ausschaltsteuerhebels 21 derart wirkt, daß die Nadelrolle 23 unter dem Mitnahmesegment 17 herausgetrieben wird. Es erfolgt eine sofortige "AUS"-Schaltung des Schaltantriebs. In dieser "AUS"-geschaltet-Stellung fällt die Schwingsperre mit der Steuerwelle 65, dem Gewinderohr 61 und der Anschlagschraube 60 unter dem Schwingsperranschlag 18 und arretiert die Laufbuchse 16, das Mitnahmesegment 17, den Mitnahmehebel 27, die Mitnahmestange 29, den kastenförmigen Mitnahmeschieber 30 und die Mitnahmeachse 35 derart, daß bei einer "EIN"-Schaltung des Erderantriebs mit seiner Einschaltfeder 6 (Kraftangriff bei A Fig. 1) die entspannte Ausschaltfeder 20 nicht schwingen kann. Es handelt sich hierbei um eine mögliche Bewegung des Schaltwellenhebels 32, der Schaltwelle 38 und der Klemmbuchse 39 mit den im Innenraum der Schaltanlage befindlichen gekoppelten Schaltmesser des Schaltgeräts.

Die Schwingsperre wirkt in gleicher Weise beim "AUS"-schalten des Erderantriebes. Nach dieser "AUS"-Schaltung kann das Schaltgerät wieder "EIN"-geschaltet werden. Bei diesem Schaltvorgang wird vorab die Steuerhülse 62 mit ihren Bauteilen nach rechts gedreht, wobei der Steuernocken 67 den Kurvenhebel 66 mit der Steuerwelle 65, dem Gewinderohr 61 und der Anschlagschraube 60 nach rechts bewegt und den Schwingsperranschlag 18 vorab der Drehung der Antriebswelle 1 freigibt. Die "EIN"-Schaltung des Schaltantriebes kann erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Schaltantrieb für elektrische Geräte der Mittelspannungstechnik, mit einer Betätigungswelle zur Betätigung einer Schaltwelle und den damit verbundenen Schaltmessern für die Ein- und Ausschaltung eines mehrpoligen Schaltgeräts, mit einer weiteren Betätigungswelle zur Betätigung der Schaltmesser in eine Geerdet-Stellung, und mit einer Einschaltfeder und einer Ausschaltfeder, die über getrennte mechanische Koppelglieder mit der Antriebswelle für die Ein- und Ausschaltung des Schaltgeräts verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder (6) mit einer Schalt-Handdrehung der Betätigungswelle (1) in den höchsten Kraftpunkt spannbar ist und über einen Totpunkt springt, und daß mit der Einschaltfeder (6) die Ausschaltfeder (20) gleichzeitig ebenfalls in den höchsten Kraftpunkt spannbar ist, daß die Einschaltfeder (6) die Schaltwelle (38) und die damit verbundenen Schaltmesser kraftschlüssig über die mechanischen Koppelglieder (3, 4, 22, 23, 17, 16, 27, 28, 29, 30, 32, 39) in die Einschaltstellung bewegt, und die Ausschaltfeder (20) über einen Ausschaltfederhebel (19) in der gespannten Position hält, und daß ein von der Schaltwelle (38) betätigbarer Querschieber (36) senkrecht zu den Achsen der Betätigungswellen (1, 80) angeordnet ist und diese wechselweise verriegelbar macht, und daß der Querschieber (36) als Schalterstellungsanzeige ausgebildet ist, und daß die Kabelanschlußräume durch eine mit dem Querschieber (36) verbundene Mitnahmeachse (35) mit einem Verriegelungshebel (33) verschließbar sind.
  2. 2. Schaltantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (1) für die Ein- und Ausschaltung des Schaltgeräts mit einem zweigeteilten Schaltfederhebel (3a, b) versehen ist, dessen Teile (3a, b) im Abstand auf der Betätigungswelle (1) angeordnet sind, und daß die freien Enden dieser Teile (3a, b) durch einen Federaufhängebolzen (4) für eine Federführungsstange (5) verbunden sind, dessen freies Ende gleichfalls in einem weiteren Federaufhängebolzen (8) beweglich gelagert ist, und daß auf der Federführungsstange (5) die Einschaltfeder (6) eingesetzt ist.
  3. 3. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Federführungsstange (5) zwischen der Einschaltfeder (6) und dem Federaufhängebolzen (8) eine Führungsscheibe (7) eingesetzt ist, wobei die Federführungsstange (5) im Bereich der Federaufhängebolzen (4, 8) mit je einem Langloch (5a) versehen ist.
  4. 4. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federaufhängebolzen (8) in zwei winkelförmigen Federlagern (9, 10) gelagert ist.
  5. 5. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Betätigungswelle (1) eine Laufbuchse (16) mit dem Ausschaltfederhebel (19) für die Ausschaltfeder (20) aufgeschoben ist, deren freies Ende an einem Bolzen eines U-förmigen Traggestells (45) eingehängt ist.
  6. 6. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine an einem Mitnahmesegment (17) anliegende Nadelrolle (23) an einem Nadelrollenhebel (22) und an einem Ausschaltsteuerhebel (21) beweglich befestigt ist, und daß beide Hebel (21, 22) gemeinsam mit einer auf dem Federaufhängebolzen (4) aufsitzenden Verbindungsbuchse (26) verbunden sind, wobei die Nadelrolle (23) bei einer Einschaltung die mit dem Mitnahmesegment (17) verbundenen Teile, wie die Laufbuchse (16), einen Schwingsperranschlag (18), den Ausschaltfederhebel (19) und die mit dem Ausschaltsteuerhebel (21) verbundenen Teile, wie den Nadelrollenhebel (22), die Nadelrolle (23) mit Einstelleinrichtung, die Verbindungsbuchse (26), einen Mitnahmehebel (27) und eine Mitnahmestange (29) in eine Rechtsdrehung versetzt.
  7. 7. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung für die Nadelrolle (23) aus einem Einstellbolzen (24) und einer Einstellschraube (25) besteht.
  8. 8. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmehebel (27) mit der Laufbuchse (16) verbunden ist, und daß das freie Ende des Mitnahmehebels (27) an der senkrecht zur Achse der Betätigungswelle (1) verlaufenden Mitnahmestange (29) an einem Mitnahmebolzen (28) angelenkt ist, und daß die Mitnahmestange (29) in eine Lasche (30a) eines kastenförmigen Mitnahmeschiebers (30) greift und mittels eines Schraubverbinders (31) mit ihm verbunden ist, und daß in dem kastenförmigen Mitnahmeschieber (30) ein zur Mitnahmestange (29) senkrecht und parallel zur Bedienungsseite verlaufende Ausnehmung (30b) eingelassen ist, in welche die Mitnahmeachse (35) für einen zweigeteilten Schaltwellenhebel (32), den Verriegelungshebel (33) zum Kabelanschlußraum und den Querschieber (36) spielfrei angeordnet ist.
  9. 9. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (33) zum Kabelanschlußraum als abgewinkeltes Flachteil ausgeführt ist, das mit einer Ausnehmung für einen Aufhängebolzen (34) durchsetzt ist.
  10. 10. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschieber (36) ein Langloch (36a) aufweist und mit einem starr verbundenen Hebel (36b) versehen ist, der die Mitnahmeachse (35) in einem Langloch (36c) führt, das in Längsrichtung des Hebels (36b) eingelassen ist.
  11. 11. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Mitnahmeachse (35) durch eine Sicherungskappe (37) verschließbar ist.
  12. 12. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zweiteiligen Schaltwellenhebels (32) eine hiermit festverbundene Klemmbuchse (39) für die Schaltwelle (38) aufweist, die mittels einer Klemmschraube (40) auf dem Schaltwellenhebel (32) festgesetzt ist.
  13. 13. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Betätigungswelle (1) eine Steuerhülse (62) aufsetzbar ist, die mit einem Hülsenhebel (63) versehen ist, der über zwei Übertragungshebel (70, 74) und eine Verbindungsstange (76) mit einer auf einer Laufbuchse (79) fest sitzenden Schaltwippe (12) verbunden ist, wobei die Laufbuchse (79) auf die Betätigungswelle (80) aufgeschoben ist.
  14. 14. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (62) einen Federhebel (64) aufweist, der mit einer Feder (78) verbunden ist, und daß an der Steuerhülse (62) ein Steuernocken (67) angeformt ist.
  15. 15. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Betätigungswelle (1) eine Steuerwelle (65) angeordnet ist, die einen Kurvenhebel (66) aufweist, dessen Länge derart bemessen ist, daß der Kurvenhebel (66) an der Steuerhülse (62) anliegt.
  16. 16. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (65) im Abstand und parallel zum Kurvenhebel (66) ein Gewinderohr (61) aufweist, in das eine einstellbare Anschlagschraube (60) für den Schwingsperranschlag (18) eingesetzt ist, der mit der Laufbuchse (16) fest verbunden ist, und daß eine Rückholfeder (68) am Gewinderohr (61) befestigt ist.
  17. 17. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (76) mit einer Rückholfeder (77) versehen ist.
  18. 18. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (81) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm mit der Verbindungsstange (76) verbunden ist, und in dessen anderem Hebelarm ein Auslösebolzen (82) eingesetzt ist, der mit dem Ausschaltsteuerhebel (21) korrespondiert.
  19. 19. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (81) mit der durch die Rückholfeder (77) spannbaren Verbindungsstange (76) über einen Mitnahmebolzen (83) verbunden ist, und daß die Verbindungsstange (76) andererseits mit dem Übertragungshebel (74) über einen Mitnahmebolzen (75) verbunden ist.
  20. 20. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schaltfederhebels (3) mit einer für einen Ausgelöstspeicher eingesetzten Aufzugsrolle (49) verbunden ist, an deren freien Ende eine Rückholfeder (50) eingehängt ist, und daß an der Aufzugsrolle (49) ein S-förmiger und um einen Lagerbolzen (11) schwenkbarer Kurvenhebel (12) zum Ausgelöstspeicher anliegt, wobei das freie Ende des Kurvenhebels (12) mittels einer in dem Federlager (10) befestigten Feder (51) für den Ausgelöstspeicher gespannt ist, und daß ebenfalls auf dem Lagerbolzen (11) ein Rollenhebel (13) angeordnet ist, der mit einem Ausgelöst-Anzeigerhebel (15) verbunden ist, und daß das freie Ende des Rollenhebels (13) mit einem abgebogenen und verstärkten Teil versehen ist, der in eine Ausnehmung (46a) einer Auslösewelle (46) greift.
  21. 21. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösewelle (46) mit einem Auslösehebel (47) verbunden ist, an den eine Auslöse-Impuls-Stange (48) angelenkt ist.
  22. 22. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenhebel (13) mit einer Auslöserolle (14) verbunden ist, die im gespeicherten "AUS"-Zustand an der Kontur des Ausschaltsteuerhebels (21) anliegt, und daß bei einer "EIN"-Schaltbewegung über die Aufzugsrolle (49) der Kurvenhebel (12) gemeinsam mit dem Rollenhebel (13) die Feder (51), verbunden mit dem Rollenhebel (13) der Auslöserolle (14) spannt, wobei das freie Ende des Rollenhebels (13) sich sperrend gegen die Ausnehmung (46a) der Auslösewelle (46) legt.
  23. 23. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß er in dem U-förmigen Traggestell (45) eingesetzt ist, das wahlweise auf unterschiedlichen Positionen einer Schaltanlage befestigbar ist.
  24. 24. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswellen (1, 80) in Betätigungswellenlagern (41) gelagert sind, die mit dem U-förmigen Traggestell (45) verbindbar sind.
  25. 25. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswellen (1, 80) mit je einem Anschlag (2) versehen sind, und daß mit dem U-förmigen Traggestell (45) ein Anschlaghalter (42) verbunden ist, der im Abstand zum Anschlag (2) angeordnet ist, und daß in dem Anschlaghalter (42) eine Anschlagschraube (44) eingesetzt ist, auf welcher im Bereich zwischen dem Anschlag (2) und dem Anschlaghalter (42) Tellerfedern (43) aufgeschoben sind.
  26. 26. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswellen (1, 80) mit Einstecköffnungen (84) für Betätigungshebel versehen sind, und daß im Abstand hinter den Einstecköffnungen (84) Schlitze (85) eingebracht sind, die derart angeordnet sind, daß der Querschieber (36) wechselweise die Einstecköffnungen (84) der Betätigungswellen (1, 80) verschließbar macht.
  27. 27. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenhebel (63) der Steuerhülse (62) mit einem Mitnahmebolzen (69) für den Übertragungshebel (70) versehen ist, der über eine bewegliche Aufnahmeachse (71) fest mit einem Übertragungshebel (74) verbunden ist, wobei eine einstellbare Laufhülse (72) an dem Übertragungshebel (70) befestigt ist.
  28. 28. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (62) eine Einstecköffnung (62a) und einen Schlitz (62b) aufweist, die beide mit der Kontur der Betätigungswelle (1) übereinstimmen.
  29. 29. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellage der Laufhülse (72) mittels Schrauben (73) einstellbar ist.
  30. 30. Schaltantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verbindungen der montierten Bauteile über Scheiben und Durchstecksplinte (86) gehalten und gesichert sind.






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