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Dokumentenidentifikation DE4327676A1 16.02.1995
Titel Antrieb für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE;
Schwaben Präzision GmbH & Co. KG, 86720 Nördlingen, DE
Erfinder Schuler, Klaus, 13589 Berlin, DE;
Niemeier, Hans, 86720 Nördlingen, DE
Vertreter Fuchs, F., Dr.-Ing., Pat.-Anw., 81541 München
DE-Anmeldedatum 13.08.1993
DE-Aktenzeichen 4327676
Offenlegungstag 16.02.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.1995
IPC-Hauptklasse H01H 33/40
IPC-Nebenklasse H01H 3/30   
Zusammenfassung Bei einem Antrieb für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer umlaufenden Antriebskurbel (2), die mittels eines Kraftspeichers (4) zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt antreibbar ist und mit einer Rücklaufsperre (8, 9, 10, 11), die nach dem Durchlaufen des unteren Totpunktes einen der Antriebsbewegung entgegengesetzten Rücklauf der Antriebskurbel (2) sperrt, ist die Rücklaufsperre mit einer Rutschkupplung versehen, die einen an die Antriebskurbel (2) und die Antriebswelle (1) fest angekoppelten ersten Ring aufweist, der bei Überwindung einer Auslösekraft gegenüber einem in Rücklaufrichtung sperrenden zweiten Ring (11) drehbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer umlaufenden Antriebskurbel, die mittels eines Kraftspeichers zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt antreibbar ist und mit einer Rücklaufsperre, die nach dem Durchlaufen des unteren Totpunktes einen der Antriebsbewegung entgegengesetzten Rücklauf der Antriebskurbel sperrt.

Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der DE-PS 36 23 247 bekannt. Die dort beschriebene Rücklaufsperre wird vor allem dafür eingesetzt, ein schrittweises Spannen der Antriebsfeder durch eine Drehung der Antriebswelle zu ermöglichen, wobei nach jedem Spannschritt die Rückdrehung der Antriebswelle durch die Rücklaufsperre verhindert wird.

Eine derartige Rücklaufsperre kann auch dazu eingesetzt werden, nach einem Schaltvorgang, d. h. wenn der Kraftspeicher entladen ist und die Antriebskurbel sich über ihren unteren Totpunkt hinaus bewegt, das Rücklaufen der Antriebskurbel zu verhindern, so daß diese schneller zur Ruhe kommt und dementsprechend der Kraftspeicher schnell wieder aufgeladen werden kann und daß die Antriebskurbel nicht beim Zurückschwingen andere Teile des Schalters zerstört oder gefährdet.

Bei den großen, beim Betrieb eines Hochspannungs-Leistungsschalters notwendigen Antriebskräften muß auch diese Rücklaufsperre so gestaltet werden, daß ihr wunschgemäßes Funktionieren dauerhaft gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Rücklaufsperre mechanisch zu entlasten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rücklaufsperre eine Rutschkupplung aufweist, die einen an die Antriebskurbel fest angekoppelten ersten Ring und einen in Rücklaufrichtung sperrenden zweiten Ring aufweist, die gegeneinander bei Überwindung einer Auslösekraft drehbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Rutschkupplung wird die Rücklaufsperre nicht ruckartig wirksam, sondern in gedämpfter Form. Zunächst wird bei Auftreten großer Kräfte die Rutschkupplung durchdrehen und die Antriebskurbel nach dem Schaltvorgang entgegen der Antriebsrichtung ein Stück weit zurückschwenken, bevor die Rücklaufsperre greift und die Antriebskurbel fixiert wird. Es wird dabei durch das Durchrutschen der Rutschkupplung ein Teil der überschüssigen Energie beispielsweise durch Reibung abgeführt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß elastische Mittel zum Andrücken des ersten Ringes an den zweiten Ring unter Bildung eines Reibschlusses vorgesehen sind. Die mechanische Ankopplung des ersten Ringes an den zweiten Ring wird somit durch einen Reibschluß gewährleistet, wobei die Auslösekraft der Rutschkupplung durch die Kraft einstellbar ist, mit der der erste Ring und der zweite Ring aneinander gedrückt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Ringe konzentrisch ineinander liegend angeordnet sind, daß die einander zugewandten Mantelflächen der Ringe komplementär zueinander konisch ausgebildet sind und daß elastische Mittel zum Zusammendrücken der Ringe in axialer Richtung vorgesehen sind.

Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Gestaltung, bei der durch relativ geringe Andruckkräfte je nach Gestaltung des Konus hohe Reibungskräfte zwischen dem ersten Ring und dem zweiten Ring erzielt werden können. Außerdem reicht eine einzelne Schraubenfeder zum Andrücken aus, und es wird eine relativ geringe Baugröße der Rutschkupplung erreicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Ringe an ihren einander zugewandten Begrenzungsflächen Ausnehmungen aufweisen und daß elastische Elemente vorgesehen sind, die jeweils in wenigstens eine Ausnehmung jedes der Ringe eingreifen und die bei Drehung der Ringe gegeneinander elastisch verformbar sind.

In diesem Fall wird die überschüssige Energie vor dem festen Einkuppeln der Rutschkupplung in eine Deformation der elastischen Elemente umgesetzt. Zusätzlich kann ein Reibschluß zwischen dem ersten und dem zweiten Ring vorgesehen sein.

Die Ringe können vorteilhaft konzentrisch ineinander liegend angeordnet sein und die elastischen Elemente können durch Blattfedern gebildet sein.

Die Blattfedern können beispielsweise in dem inneren Ring befestigt sein und in Ausnehmungen des äußeren Ringes hineinragen. Es ist auch denkbar, daß die Blattfedern zu Ringen aufgerollt sind, von denen jeweils eine in eine den ersten und den zweiten Ring übergreifende Ausnehmung angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine Rutschkupplung mit Reibschluß,

Fig. 2 die Rutschkupplung aus Fig. 1 und zum Teil im Schnitt,

Fig. 3 eine Rutschkupplung mit elastischen Elementen.

Fig. 1 zeigt einen Antrieb für einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Antriebswelle 1, auf der beispielsweise eine nicht dargestellte Kurvenscheibe befestigt ist, durch die beim Schaltvorgang die ebenfalls nicht dargestellte Unterbrechereinheit des Leistungsschalters betätigbar ist. Auf der Antriebswelle 1 ist die Antriebskurbel 2 befestigt, die in der Fig. 1 in ihrer verriegelten Stellung vor dem Schaltvorgang dargestellt ist. Die Verriegelungseinrichtung selbst ist aus Gründen der Einfachheit nur schematisch durch den Hebel 23 dargestellt.

Beim Schalten wird durch die Verriegelungseinrichtung 23 die Antriebskurbel 2 freigegeben, so daß sich die Antriebswelle 1 im Uhrzeigersinn dreht und die Antriebskurbel 2 in Richtung des Pfeiles 3 schwenkt. Die den Kraftspeicher bildende Schraubenfeder 4 dehnt sich aus und zieht dabei die Pleuelstange 5 durch eine Öffnung 6 der ortsfesten Platte 7 nach unten.

Wenn die Antriebskurbel 2 ihren unteren Totpunkt durchlaufen hat, d. h. wenn die Schraubenfeder 4 ihre größte Ausdehnung erreicht hat, bewegen sich sowohl die Antriebswelle 1 als auch die Antriebskurbel 2 im Uhrzeigersinn weiter, da die bewegten Teile des Schalters beim Durchlaufen des unteren Totpunktes noch eine dynamische Energie aufweisen.

Dadurch wird die Schraubenfeder 4 wieder ein Stück weit komprimiert, bis daß die Antriebskurbel 2 abgebremst ist.

In diesem Punkt soll ein Zurückschwingen der Antriebskurbel 2 verhindert werden. Hierzu ist eine Klinke 8, 20 vorgesehen, die in Ausnehmungen 9, 10 eines zweiten Ringes 11 eingreift. Die Klinke 8 ist ortsfest gelagert und wird mittels der Feder 12 in die Ausnehmungen des zweiten Ringes 11 hineingedrückt. Hierdurch wird eine Drehung des zweiten Ringes 11 entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert, der zweite Ring wird gesperrt.

Innerhalb des zweiten Ringes 11 ist ein aus zwei Teilringen bestehender erster Ring 13 angeordnet, der mit der Antriebswelle 1 fest verbunden ist. Die beiden Teilringe des ersten Rings 13 sind an ihrer äußeren Mantelfläche jeweils gegenläufig konisch ausgebildet und werden mittels Federn 14 gegeneinander gedrückt. Jeder der Teilringe des ersten Ringes 13 wird dabei gegen eine konische Teilfläche der inneren Mantelfläche des zweiten Ringes 11 gedrückt, wodurch ein Reibschluß zwischen dem ersten Ring 13 und dem zweiten Ring 11 gebildet ist. Die Federn 14 stützen sich an Schraubenköpfen 15 von Schrauben 16 ab, die einen der Teilringe des ersten Ringes 13 mit Spiel durchsetzen und in dem anderen Teilring mittels eines Gewindes verschraubt sind. Durch die Stärke bzw. Vorspannung der Federn 14 läßt sich die Andruckkraft der Teilringe des ersten Ringes 13 gegen die innere Mantelfläche des zweiten Ringes 11 einstellen. Hierdurch ist die Reibungskraft zwischen dem ersten Ring 13 und dem zweiten Ring 11 und damit die Auslösekraft für die Rutschkupplung einstellbar.

Beim Zurückschwingen der Antriebskurbel 2 gegen den Uhrzeigersinn bewegt sich der erste Ring 13 mit der Antriebskurbel 2 und der Antriebswelle 1 ein Stück weit mit, während der zweite Ring 11 durch die Klinke 8 zurückgehalten wird. Sobald die auf die Antriebskurbel 2 von der Schraubenfeder 4 ausgeübte Rückstellkraft so klein geworden ist, daß die Reibungskräfte zwischen dem ersten Ring 13 und dem zweiten Ring 11 größer sind, wird eine weitere Drehung des ersten Ringes 13 und somit der Antriebswelle 1 und der Antriebskurbel 2 verhindert. Die Antriebswelle ist dann in dieser Stellung fixiert.

Die Fig. 3 zeigt eine Rutschkupplung, die aus einem ersten, inneren Ring 17 und einen diesen umgebenden zweiten äußeren Ring 18 besteht, der an seiner äußeren Mantelfläche Ausnehmungen 19 aufweist, in die eine ortsfeste Klinke 20 gegebenenfalls zum Sperren des äußeren Ringes 18 eingreift. Die Kopplung des äußeren Ringes 18 mit dem inneren Ring 17 ist durch Blattfederelemente 21 gegeben, die jeweils aus einem spiralförmig aufgewickelten Blattfederelement bestehen, das in einer zylindrischen, sowohl in den äußeren Ring 18 als auch in den inneren Ring 17 eingreifenden Ausnehmung 22 angeordnet sind. Bei einer Verdrehung des inneren Ringes 17 gegenüber dem äußeren Ring 18 verschieben sich die in den beiden Ringen 17, 18 angeordneten Teile der Ausnehmungen 22 gegeneinander, wobei die Blattfedern 21 elastisch verformt werden und eine Gegenkraft gegen die Verdrehung der Ringe ausüben. Nach Durchlaufen eines bestimmten Verdrehungsweges des ersten Ringes 17 gegenüber dem zweiten Ring 18 ist die Grenze der Verformung der Blattfedern 21 erreicht, so daß ein Formschluß zwischen den Ringen 17, 18 erreicht ist. Somit ist die Antriebswelle 1 zu diesem Zeitpunkt angehalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Antrieb für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer umlaufenden Antriebskurbel (2), die mittels eines Kraftspeichers (4) zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt antreibbar ist und mit einer Rücklaufsperre (8, 9, 10, 11), die nach dem Durchlaufen des unteren Totpunktes einen der Antriebsbewegung entgegengesetzten Rücklauf der Antriebskurbel (2) sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (8, 9, 10, 11) eine Rutschkupplung (11, 13) aufweist, die einen an die Antriebskurbel (2) fest angekoppelten ersten Ring (13) und einen in Rücklaufrichtung sperrenden zweiten Ring (11) aufweist, die gegeneinander bei Überwindung einer Auslösekraft drehbar sind.
  2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Mittel (14) zum Andrücken des ersten Ringes (13) an den zweiten Ring (11) unter Bildung eines Reibschlusses vorgesehen sind.
  3. 3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11, 13) konzentrisch ineinander liegend angeordnet sind, daß die einander zugewandten Mantelflächen der Ringe (11, 13) komplementär zueinander konisch ausgebildet sind und daß elastische Mittel (14) zum Zusammendrücken der Ringe (11, 13) in axialer Richtung vorgesehen sind.
  4. 4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11, 13) an ihren einander zugewandten Begrenzungsflächen Ausnehmungen (22) aufweisen und daß elastische Elemente (21) vorgesehen sind, die jeweils in wenigstens eine Ausnehmung (22) jedes der Ringe (11, 13) eingreifen und die bei Drehung der Ringe (11, 13) gegeneinander elastisch verformbar sind.
  5. 5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11, 13) konzentrisch ineinander liegend angeordnet sind und daß die elastischen Elemente (21) durch Blattfedern gebildet sind.






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