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Dokumentenidentifikation DE19602912A1 31.07.1997
Titel Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines elektrischen Schalters, insbesondere eines Vakuumschalters
Anmelder ABB Patent GmbH, 68309 Mannheim, DE
Erfinder Guss, Michael, Dipl.-Ing., 42781 Haan, DE
DE-Anmeldedatum 27.01.1996
DE-Aktenzeichen 19602912
Offenlegungstag 31.07.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.07.1997
IPC-Hauptklasse H01H 33/40
IPC additional class // H01H 33/66,3/30,33/42  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Antrieb für das bewegliche Kontaktstück (12) eines elektrischen Schalters (10), insbesondere für einen Vakuumschalter, mit einem Doppelarmhebel (17), dessen einer Arm mit dem beweglichen Kontaktstück und dessen anderer Arm mit einer Antriebseinrichtung gekuppelt ist. Die Antriebseinrichtung besitzt einen Federantrieb mit lediglich einer Feder (32) und eine Nockenscheibe (22), wobei der Federantrieb die Nockenscheibe (22) in zwei Richtungen in Drehung versetzt und die Nockenscheibe (22) mit dem anderen Arm (19) des Doppelarmhebels (17) gekuppelt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines elektrischen Schalters, insbesondere eines Vakuumschalters nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist ein Antrieb für ein elektrisches Schaltgerät bekannt geworden, bei dem zwei Energiespeicherfedern vorgesehen sind, eine für die Ausschaltung und die andere für die Einschaltung, die jeweils mit einem Antriebsmotor gespannt werden. Die Federn werden von einer Anordnung mit einer Verklinkungsstelle in gespanntem Zustand gehalten und bei einer Ausschaltung bzw. Einschaltung jeweils freigegeben. Mit der Einschaltung bzw. Ausschaltung wird jeweils die andere Feder mitgespannt, so daß die beiden Federkräfte jederzeit zur Verfügung stehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der gegenüber der bekannten Anordnung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß umfaßt der Antrieb eine Antriebseinrichtung mit einem Federantrieb, die lediglich eine einzige Feder aufweist, sowie eine Nockenscheibe, wobei der Federantrieb die Nockenscheibe in zwei Richtungen in Drehung versetzt, wodurch der andere Arm des Doppelarmhebels zur Betätigung des beweglichen Kontaktstückes des elektrischen Schaltgerätes in Drehung versetzt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 weist der Federantrieb eine drehbar gelagerte Schwungscheibe auf, der zwei um die Schwungscheibenachse drehbare Hebel zugeordnet sind, wobei die Hebel selbst mit der Schwungscheibe mittels eines Zapfens am Umfang der Schwungscheibe gekuppelt sind. Die Hebel selbst sind zusätzlich mit der Federanordnung miteinander gekuppelt. Weiterhin ist ein ortsfester Anschlag für die Hebel vorgesehen, der die Hebel wechselweise in der Ein- bzw. Aus-Stellung festhält. Weiterhin sind entriegelbare Verriegelungselemente vorgesehen, die die Schwungscheibe in ihren der Ausschaltstellung und Einschaltstellung entsprechenden Stellungen jeweils festhalten.

Damit die Schwungscheibe jeweils in ihren Endstellungen verriegelt ist, kann gemäß Anspruch 3 der Außenumfang der Schwungscheibe mit einer Verzahnung versehen sein, in die ebenfalls mit einer Verzahnung versehene Verriegelungslaschen eingreifen, die jeweils an Klinkenhebeln federnd gelagert sind und je nach Drehung der Schwungscheibe diese festhalten oder freigeben. Die Verklinkungshebel wirken dabei mit Verriegelungselementen zusammen, so daß die Verriegelungshebel in Ein- und Ausschaltstellung verklinkt sind.

Diese Verriegelungselemente werden bei der Einleitung einer Schalthandlung bewegt so daß die dort befindliche Verklinkungsstelle entklinkt wird.

Gemäß Anspruch 4 können die Verriegelungselemente als Auslösewellen für die Ein- und Ausschaltung ausgebildet sein und die Schwenkachsen der Verriegelungshebel sind dabei beidseitig zu den Auslösewellen angeordnet und die Verriegelungslaschen etwa mittig und gelenkig an den Verriegelungshebeln angebracht.

Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn die Auslösewellen und die Drehachsen für die Verklinkungshebel angenähert auf einer Linie liegen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Verklinkungslaschen beidseitig zu einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Auslösewellen und durch die Mittelachse der Antriebswelle verläuft, so daß je nach Drehung der Schwungscheibe die Verklinkungslaschen, die federnd in Richtung auf die gedachte Ebene beaufschlagt sind, so angeordnet sind, daß die eine Verriegelungslasche bei einer Drehrichtung der Schwungscheibe diese festhält und in der anderen Drehrichtung auf dieser gleitet, und die andere Verriegelungslasche in der einen Drehrichtung die Schwungscheibe verriegelt und in der anderen Richtung auf der Schwungscheibe gleitet.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Feder, die die beiden Hebel miteinander verbindet, eine Spiralfeder, welche die Antriebswelle konzentrisch umgibt.

Die Anordnung der Schwungscheibe gegenüber dem Anschlag ist so gewählt, daß die Nase an der Schwungscheibe um 180° gegenüber dem Anschlag versetzt angeordnet ist.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 5 den Antrieb, schematisch dargestellt, in unterschiedlichen Stellungen.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 1.

Ein lediglich schematisch dargestellter Vakuumschalter 10 besitzt ein festes Kontaktstück 11 und ein bewegliches Kontaktstück 12, welches an einer Antriebsstange 13 befestigt ist, die über eine Kupplungsstange 14, die an sich bekannt ist, mit einem Arm 15 eines etwa in seiner Mitte auf einer Schwenkachse 16 drehbar gelagerten Doppelarmhebels 17 bei 18 gelenkig angekuppelt ist.

Der andere Arm 19 des Doppelarmhebels 17 trägt eine Rolle 20, die in der Bahn 21 einer Kulissenscheibe 22 gleitet. Die Bahn 21 besitzt dabei einen kreisbogenförmigen Abschnitt 23 sowie einen exzentrischen Abschnitt 24, der für die Bewegung des Doppelarmhebels 17 und damit des beweglichen Kontaktstückes 12 verantwortlich ist.

Die Kulissenscheibe ist mit einer Drehwelle 25 verbunden, die einerseits im Querschnitt kreisförmig und andererseits lediglich strichliert dargestellt ist. Die Kulissenscheibe 21 ist mit der Drehwelle 25 fest verbunden.

Auf der Drehwelle 25 ist weiterhin eine Schwungradscheibe 26, kurz auch Schwungscheibe 26, drehfest angebracht und weiterhin zwei Hebel 27 und 28 drehbar gelagert. Die Außenkante der Schwungscheibe 26 trägt eine Verzahnung 29 und im Bereich des Außenumfanges ist eine Nase 30 vorgesehen, gegen welche der Hebel 27 und der Hebel 28 zum Anliegen kommen, siehe Fig. 1 und Fig. 4. Außerhalb der Schwungscheibe 26 ist ein ortsfester Anschlag 31 angebracht, gegen den sich der Hebel 28 (siehe Fig. 1) bzw. der Hebel 27 (siehe Fig. 4) bei Schaltvorgängen anlegen. Die Hebel 27 und 28 sind mittels einer Spiralfeder 32 miteinander verkuppelt, deren Enden in Öffnungen 33 und 34 an den Hebeln 27 bzw. 28 eingehängt sind. Die Spiralfeder 32 umgreift mit mehreren Windungen die Drehachse 25.

Außerhalb der Schwungscheibe 26 ist eine Verklinkungsanordnung vorgesehen, die zwei Auslösewellen 33 und 34 umfaßt, von denen die Auslösewelle 33 beim Einschaltvorgang und die Auslösewelle 34 beim Ausschaltvorgang betätigt werden. Die Auslösewellen 33 und 34 bilden mit drehbar gelagerten Klinkenhebeln 35 und 36 je eine Verklinkungsstelle 37 und 38. Der Klinkenhebel 35 ist um eine Drehachse 39 und der Klinkenhebel 36 um eine Drehachse 40 schwenkbar gelagert; die Drehachse 39 befindet sich in Abstand zu der Auslösewelle 33 auf der der Auslösewelle 34entgegengesetzten Seite der Auslösewelle 33 und die Drehachse 40 auf der der Auslösewelle 33 entgegengesetzt liegenden Seite-der Auslösewelle 34, so daß die Mittelachsen der Drehachsen 39, 40 und der Auslösewellen 33 und 34 etwa in einer Linie liegen.

Etwa mittig zwischen der Drehachse 39 und der Verklinkungsstelle 37 bzw. der Verklinkungsstelle 38 und der Drehachse 40 ist an je einem Drehzapfen 41 bzw. 42 je eine Verklinkungslasche 43 und 44 angelenkt, deren der Schwungscheibe 26 zugewandtes freie Ende jeweils mit einer der Verzahnung 29 angepaßten Verzahnung 45 und 46 versehen ist. Zwischen der Verklinkungslasche 43 und der der Verklinkungsstelle 37 zugewandten Seite des Klinkenhebels 35 bzw. der Verklinkungslasche 44 und der Verklinkungsstelle 38 zugewandten Seite des Klinkenhebels 36 ist je eine Zugfeder 47, 48 vorgesehen, die die Verklinkungslasche 43 bzw. die Verklinkungslasche 44 gegen die Außenseite der Schwungscheibe 26, also gegen die Verzahnung drücken.

Die Klinkenhebel 35 und 36 sind mittels Zugfedern 49 und 50 in Richtung Schwungscheibe 26 gedrückt bzw. gezogen.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:

Die Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in der Ausschaltstellung, bei der die Feder 32 gespannt ist und den Hebel 27 in Uhrzeigerrichtung, also in Richtung EIN zu drehen sucht. Da durch die Lasche 43 und den Verzahnungen 45 und 29 und die Einschaltstellung der Auslösewelle 33, an der der Klinkenhebel 35 verklinkt ist, die Schwungscheibe 26 festgehalten ist, kann sich die Feder 32 nicht entladen und demgemäß die Schwungscheibe nicht in Einschaltrichtung, Pfeilrichtung ElN, bewegen. Das andere Ende der Feder 32 stützt sich an dem Hebel 28 ab, der sich selbst wiederum an dem Anschlag 31 abstützt.

Wenn nun die Verklinkungsstelle 37 durch Verdrehen der Auslösewelle 33 entgegen dem Uhrzeigersinn entklinkt wird, dann kann der Klinkenhebel 35 an der Auslösewelle 33 vorbeigleiten und auf diese Weise gibt die Verklinkungsstelle zwischen der Verklinkungslasche 43 und der Verzahnung 29 die Schwungscheibe 26 frei, so daß sich diese in Pfeilrichtung ElN drehen kann, wobei die Kraft der Feder 32 auf die Nase 30 über den Hebel 33 einwirkt. Diese Stellung ist in der Fig. 2 dargestellt.

Wenn sich nun die Schwungscheibe 26 mit dem Hebel 27 verdreht, dann gleitet die Rolle 20 in dem kreisförmigen Abschnitt und sobald sich die Kurvenscheibe 21 um 180° gedreht hat, sobald der Hebel 27 gegen den Anschlag 31 zum Anliegen kommt, gelangt die Rolle in den Bereich in den exzentrischen Abschnitt 24 der Bahn 21, was den Beginn der Einschaltbewegung des beweglichen Kontaktstückes 12 bedeutet. Dabei ist die in der Feder 32 gespeicherte Arbeit in der Schwungscheibe 26 gespeichert, und die Schwungscheibe kann sich weiter drehen, schließt dabei die beiden Kontaktstücke 11 und 12, wobei die Verklinkungslasche 44 ebenso wie die Verklinkungslasche 43 auf der Außenseite der Verzahnung 29 entlanggleiten, bis die Stellung gemäß Fig. 4 erreicht ist, in der die Lasche 44 von der Zugfeder 48 gegen die Verzahnung 29 der Schwungscheibe 26 gedrückt wird, so daß die Lasche 44 die Schwungscheibe festhält, wenn diese sich unter der Kraft der Feder 32 in Ausschaltrichtung, Pfeilrichtung AUS, bewegen will. Die Rolle 20 befindet sich dabei im exzentrischen Abschnitt 24 der Bahn 21 der Kulissenscheibe 22.

Wenn nun der Vakuumschalter 10 ausgeschaltet werden soll, dann wird die Auslösewelle 34, AUS, in Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Verklinkungsstelle 38 entklinkt wird und der Verklinkungshebel 35 sich um seine Drehachse 40 verschwenken kann. Dadurch kann die Schwungscheibe 26 aufgrund der Kraft der gespannten Feder 32 in Bewegung und zwar in Pfeilrichtung AUS versetzt werden, die Verklinkungslasche 44 gibt die Schwungscheibe 26 frei, da die Verklinkungslasche 44 nicht mehr über die Ausschaltwelle 34 gegen die Schwungscheibe 26 gedrückt wird, und die Kraft der Feder 32 wirkt auf den Hebel 27, der über die Nase 30 die Schwungscheibe antreibt, bis der Hebel 27 gegen den ortsfesten Anschlag 31 zum Anliegen kommt; sobald dies der Fall ist, kann sich die Schwungscheibe 26 weiterdrehen, bis ihre Energie aufgebraucht ist und sich die Schwungscheibe 26 mit der Nase 30 und dem Hebel 27 in der in Fig. 6 gezeigten Stellung befindet. Da aufgrund der Drehbewegung der Scheibe 26 in Pfeilrichtung AUS die Verklinkungslasche 43 wieder in der Stellung befindet, in der ihre Verzahnung 45 auf der Verzahnung 29 der Schwungsscheibe gleiten kann, kann der Verklinkungshebel 35 wieder hinter die in ihre Ursprungsstellung, also Verklinkungsstellung verdrehte Auslösewelle 33 zurückgleiten, wodurch hier wieder die Verklinkungsstelle 37 erzeugt wird. Dabei zieht die Feder 49 den Hebel 35 in jene Verklinkungsstellung. Die Kulissenscheibe 22 befindet sich wieder in jener Stellung, in der die Rolle 20 gerade in den kreisbogenförmigen Abschnitt 23 der Bahn 21 eingetreten ist. Dabei ist auch die Feder 32 wieder gespannt und der Ausschaltvorgang kann wieder von neuem beginnen, wobei dann die Verklinkungslasche 44 wieder umklappt und der Verklinkungshebel 36 von der Feder 50 in die Verklinkungsstelle gezogen wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines elektrischen Schalters, insbesondere für einen Vakuumschalter, mit einem Doppelarmhebel, dessen einer Arm mit dem beweglichen Kontaktstück und dessen anderer Arm mit einer Antriebseinrichtung gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Federantrieb mit lediglich einer Feder (32) und eine Nockenscheibe (22) aufweist, wobei der Federantrieb die Nockenscheibe (22) in zwei Richtungen in Drehung versetzt und die Nockenscheibe (22) mit dem anderen Arm (19) des Doppelarmhebels (17) gekuppelt ist.
  2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine drehbar gelagerte Schwungscheibe (26) aufweist, der zwei um die Schwungscheibenachse (25) drehbare Hebel (27, 28) zugeordnet sind, daß die Hebel (27, 28) mit der Schwungscheibe (26) wechselweise mittels eines Zapfens (30) am Umfang der Schwungscheibe (26) gekuppelt sind, daß die Hebel (27, 28) zusätzlich mit der Federanordnung miteinander gekuppelt sind, daß ein ortsfester Anschlag (31) für die Hebel (27, 28) vorgesehen ist, gegen den die Hebel von der einen bzw. der anderen Seite bei einer Schalthandlung anschlagen, und daß entriegelbare Verriegelungselemente (37, 43, 29; 38, 44) vorgesehen sind, die die Schwungscheibe (26) in ihrer der Ausschaltstellung und der Einschaltstellung des elektrischen Schalters entsprechenden Stellungen jeweils festhalten.
  3. 3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Schwungscheibe (26) mit einer Verzahnung (29) versehen ist, in die ebenfalls mit einer Verzahnung versehene Verriegelungslaschen (43) eingreifen, die jeweils an Klinkenhebeln (35, 36) federnd gelagert sind und je nach Drehung der Schwungscheibe (26) diese festhalten oder freigeben, und daß die Verklinkungshebel (35, 36) mit Verriegelungselementen (33, 34) zusammenwirken, so daß die Verriegelungshebel (35, 36) in Ein- und Ausschaltstellung verklinkt sind.
  4. 4. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente (33, 34) als Auslösewellen für die Ein- und Ausschaltung ausgebildet sind, daß die Schwenkachsen (39, 40) der Verriegelungshebel (35, 36) beidseitig zu den Auslösewellen (33, 34) angeordnet sind, und daß die Verriegelungslaschen (43, 44) etwa mittig und gelenkig an den Verriegelungshebeln (35, 36) angebracht sind.
  5. 5. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösewellen (33, 34) und die Drehachsen (39, 40) für die Verklinkungshebel (35, 36) angenähert auf einer Linie liegen.
  6. 6. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkungslaschen (43, 44) beidseitig zu einer Ebene liegen, die senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Auslösewellen (33, 34) und durch die Mittelachse der Antriebswelle (25) verläuft, liegen, so daß je nach Drehung der Schwungscheibe (26) die Verklinkungslaschen (43, 44), die federnd in Richtung auf die gedachte Ebene zu beaufschlagt sind, so angeordnet sind, daß die eine Verriegelungslasche bei einer Drehrichtung der Schwungscheibe (26) diese festhält und in der anderen Drehrichtung auf dieser gleitet und die andere Verriegelungslasche (44) in der einen Drehrichtung die Schwungscheibe verriegelt und in der anderen Richtung auf der Schwungscheibe gleitet.
  7. 7. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (32), die die beiden Hebel (27, 28) miteinander verbindet, eine Spiralfeder ist, welche die Antriebswelle (25) konzentrisch umgibt.
  8. 8. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausschaltstellung die Nase (30) an der Schwungscheibe (26) um 1800 gegenüber dem Anschlag versetzt angeordnet ist.






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