PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10050138C2 30.01.2003
Titel Antrieb für elektrische Schalter
Anmelder Felten & Guilleaume AG, 51063 Köln, DE
Erfinder Mücksch, Dietmar, 02957 Weißkeißel, DE
DE-Anmeldedatum 11.10.2000
DE-Aktenzeichen 10050138
Offenlegungstag 02.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.01.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.01.2003
IPC-Hauptklasse H01H 33/42
IPC-Nebenklasse H01H 33/666   H01H 3/46   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für elektrische Schalter, insbesondere Leistungsschalter wie Vakuumleistungsschalter und andere.

In solchen Schaltern wird die Bewegungsrichtung der Antriebsstange des Schalterantriebs in eine etwa senkrecht dazu gelegene Richtung der Betätigung einer Schaltkammer umgelenkt.

Bekannt ist ein Antrieb, bei dem eine mit dem antreibbaren Schaltkontakt in Verbindung stehende Schaltstange über einen im wesentlichen in seiner Mitte in einem Festlager drehbar angeordneten Dreieckhebel mit der Antriebsstange des Schalterantriebes in Wirkverbindung steht, wobei ein erster Hebelarm des Dreieckhebels mit der Schaltstange und ein zweiter Hebelarm mit der Antriebsstange über jeweils ein Loslager verbunden ist. Ein derartiger Antrieb besonders für einen Vakuumleistungsschalter geht hinsichtlich der Verbindung der mit dem antreibbaren Schaltkontakt in Verbindung stehenden Schaltstange über einen in einem Festlager drehbar angeordneten Dreieckhebel, der als Winkelhebel ausgebildet ist, mit der Antriebsstange des Schalterantriebes im wesentlichen aus der DE 197 53 177 A1 hervor. Dabei ist ein erster Hebelarm des Winkelhebels mit der Schaltstange und ein zweiter Hebelarm mit der Antriebsstange über jeweils ein Loslager verbunden.

Unabhängig davon, wie derartige Antriebe ausgebildet sind, ob sie entweder einen Dreieckhebel zwischen der Schaltstange und der Antriebsstange vorsehen, oder aber einen zweiarmigen Hebel, wie er bei der Antriebsvorrichtung für Vakuumschaltröhren nach der DE 39 15 522 A1 zur Anwendung kommt, sind solche Antriebe immer mit dem Nachteil behaftet, daß ein großer Bauraum benötigt wird, wenn zur Auslösung eines Schaltvorganges, also Betätigung des Schalterantriebes, gleichzeitig auch eine Betätigung von Hilfsschaltern, wie Trennerverriegelung oder Schaltstellungsanzeige vorgenommen werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der bei kompakter Bauweise gleichzeitig auch weitere Betätigungen, wie die eines Hilfsschalters, einer Trennerverriegelung und/oder einer Schaltstellungsanzeige ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale im Kennzeichen des Hauptanspruchs erreicht.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, daß außerhalb des Drehbereichs des Dreieckhebels ein Lagerpunkt ausgebildet ist. Der Dreieckhebel kann paarig beiderseits seiner Lagerung ausgebildet sein. Das Loslager im besagten Lagerpunkt führt eine im wesentlichen gleichgerichtet zum Hub der Antriebsstange verlaufende Verschiebung aus, wobei mindestens eine am Lagerpunkt befestigte Koppelstange bei einem Schaltvorgang einen Weg zurücklegt, der größer ist als der der Antriebsstange. Mindestens eine am Lagerpunkt befestigte Koppelstange kann zu einem Hilfsschalter, zu einer Trennerverriegelung und/oder zu einer Schaltstellungsanzeige führen.

Die Erfindung eignet sich besonders für Leistungsschalter und Vakuumleistungsschalter im Nennspannungsbereich bis 36 kV.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung wird am genannten Lagerpunkt einerends ein Hebel angeordnet, der andernends auf der dem Lagerpunkt gegenüberliegenden Seite an einem Festlager am Rahmen oder am Gehäuse des Schalters befestigt ist. Weiterhin ist der Hebel über eine Lasche mit dem zweiten Hebelarm des Dreieckhebels verbunden, wobei die Lasche sowohl mit dem Hebel als auch mit dem zweiten Hebelarm über jeweils ein Loslager drehbar in Verbindung steht.

Um bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb zu erreichen, daß bei Durchführung eines Schaltvorganges des Schalters der zurückgelegte Weg der am Ende des Hebels angeordnete, als Loslager ausgebildete Lagerpunkt einen deutlich größeren Weg zurück legt als die Antriebsstange, was erforderlich ist, wenn Hilfsschalter beim Schalter zur Anwendung kommen, die einen Betätigungshub benötigen, der größer ist als der vorerwähnte Schaltweg, ist das Loslager, über das die Lasche mit dem Hebel drehbar verbunden ist, in der Nähe des Festlagers angeordnet. An letzterem ist der Hebel am Gehäuse oder am Rahmen des Schalters angelenkt. Darüber hinaus ist auch das Loslager, über das die Lasche am zweiten Hebelarm des Dreieckhebels drehbar angelenkt ist, in der Nähe des Loslagers angeordnet, über das der zweite Hebelarm des Dreieckhebels mit der Antriebsstange verbunden ist.

Vorteilhafterweise hat die Schaltstange auf ihrer der vorzugsweise aus zwei parallel mit Abstand zueinander angeordneten Blechen bestehenden Lasche zugerichteten Seite eine Aussparung oder Kröpfung, in die der Lagerbolzen des Loslagers, über das die Lasche mit dem Hebel drehbar verbunden ist, zum Abschluß eines Schaltvorganges, insbesondere eines Ausschaltvorganges, hinein schwenkbar ist. Besonders durch diese Ausbildung erreicht man beim erfindungsgemäßen Antrieb einen besonders kleinen Bauraum.

Als weitere Ausgestaltung trägt zu einer kompakten Bauweise eine sich kreuzende und räumliche Anordnung von Antriebs- und Schaltstange in einer Ebene bei. Dieses wird so erreicht, daß in der Antriebsstange eine Ausnehmung oder Durchbrechung ausgebildet ist, durch die die Schaltstange hindurchgeführt ist.

Die durch die Erfindung beabsichtigten Wirkungen werden unabhängig davon erreicht, ob die Schaltstange und die Antriebsstange im rechten Winkel zueinander angeordnet sind oder aber mit einem Winkel 15° kleiner oder größer als 90°.

Damit unabhängig vom Typ und auch Einbaulage einer in der Schaltanlage eingesetzten Schalterkammer, insbesondere einer Vakuumschaltkammer und eines daraus resultierenden unterschiedlichen Kontakthubes des antreibbaren Schaltkontaktes der Schaltkammer die Bauteile für den Antrieb des Schalters und somit auch für weitere Antriebe wie für einen Hilfsschalter, eine Trennerverriegelung und/oder eine Schaltstellungsanzeige im Wesentlichen unverändert beibehalten werden können, besitzt die Schaltstange auf ihrer dem Festlager des Dreieckhebels abgewandten Seite eine Ausformung, die das Loslager aufnimmt, über das die Schaltstange mit dem ersten Hebelarm des Dreieckhebels verbunden ist. Hierdurch wird bei kompakter Bauweise des Antriebes eine genaue Umsetzung der erforderlichen Hubbewegungen zwischen Schaltantrieb und weiteren Schaltern und Hilfsschaltern erreicht.

In Abhängigkeit vom jeweiligen erforderlichen Kontakthub ist somit bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Antrieb nur noch ein entsprechender Winkelhebel einzusetzen und das Loslager in der Ausformung der Schaltstange entsprechend zu positionieren.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in einer einzigen Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Vakuumleistungsschalter 1, dessen Vakuumschaltkammer 2 und Schalterantrieb 3 nur schematisch dargestellt sind. Dabei steht der antreibbare Schaltkontakt 4 der Vakuumschaltkammer 2 mit einer Schaltstange 5 in Verbindung, die ihrerseits über ein Loslager 6 mit dem ersten Hebelarm 7 eines in einem Festlager 8 drehbar angeordneten, als Winkelhebel ausgebildeten Dreieckhebels 9 verbunden ist. Die Vakuumschaltkammer 2 ist horizontal eingebaut, so daß die Betätigungsrichtung ebenfalls horizontal erfolgen muß. Die Schaltstange 5 wirkt über eine nicht dargestellte Führung auf den Schaltkontakt 4. Die benötigten Wege für den Schaltkontakt 4 liegen für bekannte Vakuumschaltkammern in der Größenordnung von 6 bis 15 mm.

Der zweite Hebelarm 10 des Dreieckhebels 9 ist über ein Loslager 11 mit der Antriebsstange 12 des Schalterantriebes 3 verbunden. Aus schon angesprochenen Raumgründen bewegt sich der Schalterantrieb in senkrechter Arbeitsbewegung. Die Antriebsstange 12 und die Schaltstange 5 liegen räumlich in einer Ebene und sind zueinander so angeordnet, daß sie sich im Winkel von etwa 90° kreuzen, wobei in der Antriebsstange 12 eine Ausnehmung 13 ausgebildet ist, durch die die Schaltstange 5 hindurchgeführt ist.

Um nun ausgehend von dieser Anordnung, insbesondere des die Schaltstange 5 mit der Antriebsstange 12 verbindenden Dreieckhebels 9, auch die Betätigung weiterer nicht dargestellter Schalter, wie Hilfsschalter, Trennerverriegelung oder Schaltstellungsanzeige bei kompakter Bauweise zu ermöglichen, ist in einem am Vakuumleistungsschalter 1 vorgesehenen Festlager 14 ein Hebel 15 befestigt, der einen Lagerpunkt in Form eines Loslagers 16 hat. Dieses ist aus dem Drehbereich des Dreieckhebels 9 herausgeführt und führt bei der Durchführung eines Schaltvorganges des Vakuumleistungsschalters 1 eine im wesentlichen gleichgerichtet zum Hub 17 der Antriebsstange 12 verlaufende Verschiebung aus. Dabei ist der zurückgelegte Weg des Loslagers 16, das mit zum Hilfsschalter und zur Schaltstellungsanzeige führenden und zur Trennerverriegelung dienenden Koppelstangen 18, 19 verbunden ist, größer als der der Antriebsstange 12, so daß auch Hilfsschalter betätigt werden können, die zu ihrer Betätigung einen großen Hub benötigen. Hilfsschalter, wie zuvor erwähnten Schalter, benötigen in der Regel Schaltwege in der Größenordnung von 20 bis 30 mm, woraus sich die Verhältnisse der Hubwege zueinander abschätzen lassen.

Die Betätigung des Hebels 15 bei Betätigung der Antriebsstange 12 erfolgt durch den Dreieckhebel 9, indem sein zweiter Hebelarm 10 und der Hebel 15 über eine Lasche 20 miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung über jeweils ein Loslager 21, 22 erfolgt. Damit das aus dem Drehbereich des Dreieckhebels 9 herausgeführte Loslager 16 bei einem Schaltvorgang einen größeren Weg (also beispielsweise einen 1,5- bis 3fach größeren Weg) zurücklegt als die Antriebsstange 12, ist das Loslager 22 in der Nähe des Festlagers 14 und das Loslager 21 in der Nähe des Loslagers 11 des Dreieckhebels 9 angeordnet. Die Längenverhältnisse der beteiligten Hebelarme, damit die Anordnung der zugehörigen Lagerpunkte kann der Fachmann leicht ermitteln und mechanisch umsetzen.

Wie weiterhin aus der Zeichnung hervorgeht, ist in der Schaltstange 5 eine Aussparung 23 ausgebildet, in die der Lagerbolzen 24 des Loslagers 22 zum Abschluß eines Ausschaltvorganges hinein schwenkbar ist. Bei dieser Ausbildung besteht die Lasche 20 aus zwei parallel mit Abstand zueinander angeordneten Blechen 25, 26. Ausgehend von der Aussparung 23mit ihrer Aufgabe wird die kompakte Bauweise des Antriebes des Vakuumleistungsschalters 1 ebenfalls positiv beeinflußt.

Schließlich ist bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen Antrieb die Schaltstange 5 mit einer Ausformung 27 versehen, die das Loslager 6 aufnimmt, über das die Schaltstange 5 mit dem Hebelarm 7 des Dreieckhebels 9 verbunden ist. Hierdurch wird der benötigte Hub 28 des antreibbaren Schaltkontaktes 4 in kompakter Bauweise des Antriebes ermöglicht. Bezugszeichenliste 1 Vakuumleistungsschalter

2 Vakuumschaltkammer

3 Schalterantrieb

4 antreibbarer Schaltkontakt

5 Schaltstange

6, 11, 16, 21, 22 Loslager

7 erster Hebelarm

8, 14 Festlager

9 Dreieckhebel

10 zweiter Hebelarm

12 Antriebsstange

13 Ausnehmung, Kröpfung

15 Hebel

17 Hub der Antriebsstange

18, 19 Koppelstangen

20 Lasche

23 Aussparung

24 Lagerbolzen

25, 26 Bleche

27 Ausformung

28 Hub des antreibbaren Schaltkontaktes


Anspruch[de]
  1. 1. Antrieb für elektrische Schalter, insbesondere Vakuumleistungsschalter, bei dem eine mit dem antreibbaren Schaltkontakt (4) in Verbindung stehende Schaltstange (5) über einen im wesentlichen in seiner Mitte in einem Festlager (8) drehbar angeordneten Dreieckhebel (9) mit einer Antriebsstange (12) des Schalterantriebes (3) in Wirkverbindung steht, wobei ein erster Hebelarm (7) des Dreieckhebels (9) mit der Schaltstange (5) und ein zweiter Hebelarm (10) mit der Antriebsstange (12) über jeweils ein Loslager (6, 11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Drehbereich des Dreieckhebels (9) ein als Loslager (16) ausgebildeter, ein eine im wesentlichen gleichgerichtet zum Hub (17) der Antriebsstange (12) verlaufende Verschiebung ausführender Lagerpunkt (16) herausgeführt ist, mit dem mindestens eine Koppelstange (18, 19) verbunden ist, die zu einem Hilfsschalter, zu einer Trennerverriegelung und/oder zu einer Schaltstellungsanzeige führen kann, und dessen zurückgelegter Weg bei Durchführung eines Schaltvorganges des Schalters (1) größer ist als der der Antriebsstange (12).
  2. 2. Schalterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Loslager ausgebildete Lagerpunkt (16) am Ende eines Hebels (15) angeordnet ist, der einerseits auf der dem Lagerpunkt (16) gegenüberliegenden Seite über ein Festlager (14) am oder im Schalter (1) befestigt und andererseits über eine Lasche (20) mit dem zweiten Hebelarm (10) des Dreieckhebels (9) verbunden ist, wobei die Lasche (20) sowohl mit dem Hebel (15) als auch mit dem zweiten Hebelarm (10) über jeweils ein Loslager (22, 21) drehbar in Verbindung steht.
  3. 3. Schalterantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits das Loslager (22), über das die Lasche (20) mit dem Hebel (15) drehbar verbunden ist, in der Nähe des Festlagers (14), über das der Hebel (15) am oder im Schalter (1) angelenkt ist, und andererseits das Loslager (21), über das die Lasche (20) am zweiten Hebelarm (10) des Dreieckhebels (9) drehbar angelenkt ist, in der Nähe des Loslagers (11), über das der zweite Hebelarm (10) des Dreieckhebels (9) mit der Antriebsstange (12) verbunden ist, angeordnet ist.
  4. 4. Schalterantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (5) auf ihrer der Lasche (20) zugerichteten Seite eine Aussparung (23) hat, in die der Lagerbolzen (24) des Loslagers (22), über das die Lasche (20) mit dem Hebel (15) drehbar verbunden ist, bei einer Schaltbewegung hinein schwenkbar ist.
  5. 5. Schalterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsstange (12) und Schaltstange (5) räumlich in einer Ebene liegen.
  6. 6. Schalterantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (12) eine Ausnehmung (13) besitzt, durch die die Schaltstange (5) hindurchgeführt ist.
  7. 7. Schalterantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (5) und die Antriebsstange (12) im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
  8. 8. Schalterantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (5) und die Antriebsstange (12) in einem Winkel kleiner oder größer als 90° zueinander angeordnet sind.
  9. 9. Schalterantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch daß an der Schaltstange (5) auf ihrer dem Festlager (8) des Dreieckhebels (9) abgewandten Seite eine Ausformung (27) ausgebildet ist, die das Loslager (6) aufnimmt, über das die Schaltstange (5) mit dem ersten Hebelarm (7) des Dreieckhebels (9) verbunden ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com