WO1996019004A1

WO1996019004A1 - Federspeicherantrieb für einen elektrischen leistungsschalter

Info

Publication number: WO1996019004A1
Application number: PCT/DE1995/001803
Authority: WO
Inventors: Gunnar Lutzke; Joaquin-Conrado Bohrdt; Klaus Schuler; Christian Klocke
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 1997-06-16
Also published as: DE4446664C1

Abstract

Bei einem Federspeicherantrieb für einen elektrischen Leistungsschalter mit wenigstens einer Feder, die im Schaltfall eine Antriebswelle (1) antreibt, und mit einem auf der Antriebswelle (1) befestigten umlaufenden Dämpfungshebel in Form einer Kurvenscheibe (2) sowie einem in der Bewegungsbahn des Dämpfungshebels angeordneten Betätigungselement (5) eines Dämpfungsgliedes, an dem der Dämpfungshebel (2) nach seiner Abbremsung durch das Dämpfungsglied (3) vorbeibewegbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Betätigungselement (5) des Dämpfungsgliedes (3) in Form einer Rolle, nachdem der Dämpfungshebel (2) sich an ihm vorbeibewegt hat, für dessen Rückschwingbewegung einen festen Anschlag bildet. Dadurch wird ein Rückschwingen der Feder und der bewegten Antriebsteile nach der Schaltbewegung verhindert.

Description

Beschreibung

Federspeicherantrieb für einen elektrischen Leistungsschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federspeicherantrieb für einen elektrischen Leistungsschalter mit wenigstens einer Feder, die im Schaltfall eine Antriebswelle antreibt und mit einem auf der Antriebswelle befestigten umlaufenden Dämp¬ fungshebel, insbesondere in Form einer Kurvenscheibe sowie mit einem in der Bewegungsbahn des Dämpfungshebeis angeord¬ neten Betätigungselement eines Dämpfungsgliedes, an dem der Dämpfungshebel nach seiner Abbremsung durch das Dämpfungs¬ glied vorbeibewegbar ist.

Ein derartiger Federspeicherantrieb ist beispielsweise aus der DE-OS 22 15 535 bekannt.

Bei dem vorbekannten Federspeicherantrieb schlägt ein mit ei¬ ner Antriebswelle fest verbundener Dämpfungshebel an einem in seiner Bewegungsbahn angeordneten Betätigungselement in Form einer Rolle an und betätigt somit unter Zwischenschaltung ei¬ nes Dämpfungsgliedes einen Kniehebelmechanismus. Nach der Be¬ tätigung kann sich der Dämpfungshebel an dem Betätigungsele¬ ment vorbeibewegen.

Bei einer solchen Konstruktion kann sich, insbesondere dann, wenn der Federspeicher aus einer Schraubenfeder besteht, das Problem ergeben, daß die Schraubenfeder nach Vollzug einer Schaltbewegung durch die beschleunigten Massen gegensinnig zu der Stellung deformiert wird, in der sie im Normalfall die

Energie speichert. Dies hat nach dem Schaltvorgang ein Rück¬ schwingen der Feder und der mit dieser unmittelbar verbunde¬ nen Teile zur Folge. Eine solche Rückschwingbewegung sollte jedoch verhindert werden, um eine Beschädigung des Antriebs durch die zurückschwingenden Bauteile zu verhindern. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federspeicherantrieb der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß einerseits durch das Dämpfungsglied die dyna¬ mische Energie des Antriebs nach Vollendung der eigentlichen Sehaltbewegung möglichst gut gedämpft wird und daß nicht durch das Überschwingen einer Feder und ein darauffolgendes Zurückschwingen von Antriebsteilen diese mit anderen An¬ triebsteilen kollidieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Be¬ tätigungselement des Dämpfungsgliedes, nachdem der Dämpfungs¬ hebel sich an ihm vorbeibewegt hat, für dessen Rückschwingbe¬ wegung einen festen Anschlag bildet.

Im Zuge der Schaltbewegung wird zunächst durch die Feder die Antriebswelle angetrieben und hierdurch ein mit der Antriebs¬ welle verbundener Mechanismus zur Betätigung von Schaltkon¬ takten angetrieben.

Nach der Vollendung dieses Schaltvorgangs gibt die Antriebs¬ welle die überschüssige kinetische Energie mittels des Dämp¬ fungshebels an das Dämpfungsglied ab undzwar solange, bis der Dämpfungshebel an dem Betätigungselement des Dämpfungsgliedes vorbeibewegbar ist.

Sollte sich danach der Dämpfungshebel durch die Wirkung der Feder nach einem Oberschwingvorgang zurückbewegen, so bildet das Betätigungselement des Dämpfungsgliedes einen festen An¬ schlag und blockiert somit eine Rückwärtsbewegung des Dämp- fungshebels.

Es ist damit verhindert, daß der zurückschwingende Dämpfungs¬ hebel bzw. andere mit der Antriebswelle fest verbundene Bau¬ teile mit anderen bewegten oder unbewegten Teilen des An- triebs kollidieren, beispielsweise wenn direkt im Anschluß des Schaltvorgangs ein entgegengesetzter Schaltvorgang des Leistungsschalters durchgeführt wird.

Die Erfindung kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß das Betätigungselement des Dämpfungsgliedes als drehbar gelagerte Rolle und der Dämpfungshebel als Kurvenscheibe mit einer Nocke ausgebildet ist.

Im Verlauf der Schaltbewegung dreht sich die Kurvenscheibe mit der Antriebswelle soweit, bis die Nocke an der Rolle an¬ schlägt und mittels der Rolle das Dämpfungsglied betätigt. Hierdurch wird die Kurvenscheibe abgebremst. Nach dem Zurück¬ schieben der Rolle kann die Kurvenscheibe wegen der Drehbar¬ keit der Rolle besonders leicht an dieser vorbeibewegt wer- den. Die Rolle bewegt sich danach in ihre ursprüngliche Lage zurück und die Kurvenscheibe wird in ihrer Rückschwingbewe¬ gung durch die Rolle blockiert.

Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Nocke zwei un- terschiedlich ausgebildete Flanken aufweist.

Dadurch wird erreicht, daß die Kurvenscheibe während der Be¬ tätigung des Dämpfungsgliedes mit der Rolle so zusammenwirkt, daß diese bewegt wird und daß der Dämpfungshebel bei einer Rückschwingbewegung mit Hilfe seiner anders ausgebildeten

Flanke einen Druck auf die Rolle in einer Richtung ausübt, in der diese nicht bewegbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Dämpfungshebel im Zuge seiner Umlaufbewegung nach dem Passieren des oberen Totpunkts der Feder einen Steu¬ ermechanismus betätigt, der einen Spannmotor stillsetzt.

Es muß somit für die Abschaltung des Spannmotors keine eigene Steuervorrichtung vorgesehen werden. Die Abschaltung des

Spannmotors wird durch den Dämpfungshebel erst dann veran- laßt, wenn der obere Totpunkt der Feder durchlaufen und somit die Feder voll gespannt ist.

Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Dämp- fungsglied einen hydraulischen Stoßdämpfer aufweist.

Die Dämpfungsflüssigkeit dieses Stoßdämpfers besteht vorteil¬ haft aus einem umweltfreundlichen Stoff, beispielsweise einer Flüssigkeit der Wassergefährdungsklasse 0.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie¬ ben.

Dabei zeigt

Figur 1 schematisch eine Antriebswelle im Querschnitt mit ei¬ ner Kurvenscheibe und einem Dämpfungsglied in einer Stellung am Ende der Dämpfungsbewegung, Figur 2 die Anordnung aus der Figur 1 nach der Dämpfung und nach der Rückschwingbewegung der Kurvenscheibe,

Figur 3 die Anordnung aus der Figur 1 während eines nachfol¬ genden Spannvorgangs kurz bevor die Kurvenscheibe den Steuer¬ mechanismus betätigt, der den Spannmotor stillsetzt.

Die Figur 1 zeigt im Querschnitt eine Antriebswelle 1, mit der eine Kurvenscheibe 2, die einen Dämpfungshebe1 bildet, fest verbunden ist.

Die Antriebswelle 1 ist mittels einer nicht dargestellten Kurbel mit einer ebenfalls nicht dargestellten Schraubenfeder verbunden, die als Kraftspeicher des Federspeicherantriebs dient.

Bei einem Schaltvorgang wird zunächst der Antriebsmechanismus entklinkt, so daß unter dem Einfluß der nicht dargestellten Feder die Antriebswelle 1 in Drehung versetzt wird und diese Bewegung an eine nicht dargestellte Unterbrechereinheit wei¬ tergibt.

Nach der Vollendung der Schaltbewegung, d. h. nachdem die Schaltkontakte getrennt oder miteinander leitend verbunden worden sind, weisen die Antriebswelle 1 sowie die Kurven¬ scheibe 2 und andere während des Schaltvorgangs beschleunigte Teile eine erhebliche dynamische Energie auf, die in dem Dämpfungsglied 3 zum großen Teil umgesetzt werden soll. Nach der Vollendung der Schaltbewegung trifft die Nocke 4 der Kur¬ venscheibe 2 auf die Rolle 5, die als Betätigungselement des Dämpfungsgliedes 3 wirkt. Die Rolle 5 ist drehbar an einem Stößel 6 gelagert, der einen Kolben 7 in einen Hydraulikzy¬ linder 8 treibt. Es handelt sich bei dem Dämpfungsglied 3 um einen mit Hydraulikflüssigkeit arbeitenden Stoßdämpfer.

Als Hydaulikflüssigkeit ist vorteilhaft eine umweltverträgli¬ che Flüssigkeit, beispielsweise der Wassergefährdungsklasse 0 vorgesehen.

Nachdem die Bewegung der Kurvenscheibe 2 und damit die Dre¬ hung der Antriebswelle 1 abgebremst ist, kann die Nocke 4 an der Rolle 5 vorbeilaufen. Dies ist durch die drehbare Lage¬ rung der Rolle 5 erleichtert.

Wenn die Kurvenscheibe sich nach dem Vorbeibewegen an der Rolle 5 noch weiterdreht und dadurch die nicht dargestellte Feder über ihren unteren Totpunkt hinaus deformiert wird, so führt das dazu, daß die Feder nach den Anhalten der Bewegung sowohl die Kurvenscheibe als auch die Antriebswelle 1 zurück¬ bewegt, wodurch eine Rückschwingbewegung erzeugt wird.

In der Zwischenzeit ist aber durch eine Rückstellfeder 13 in¬ nerhalb des Dämpfungsgliedes 3 der Stößel 6 mit der Rolle 5 in seine Anfangsposition zurückgeschoben worden, so daß die Kurvenscheibe 2, auch aufgrund der asymmetrischen Gestaltung der Nocke 4 mit einer sehr steilen Ausbildung der Flanke 9 durch die Rolle 5 blockiert wird. Die Rolle 5 liegt ihrer¬ seits an einer Führung 10 an, die während der Dämpfungsbewe¬ gung das Dämpfungsglied 3 und die Bewegung der Rolle 5 und des Stößels 6 führt. Somit ist sichergestellt, daß die Rolle sich nicht seitwärts bewegt und die Kurvenscheibe sich nicht entgegen dem Uhrzeigersinn zurückdrehen kann und daß bei¬ spielsweise andere auf der Antriebswelle 1 befestigte Hebel oder Kurbeln mit anderen, nicht dargestellten Teilen des An- triebs nicht kollidieren können.

Beim Spannen des Federspeicherantriebs wird über einen nicht dargestellten Motor und eine Spannkurbel die Antriebswelle 1 in demselben Drehsinn, in dem sie während der Schaltbewegung bewegt wird, weiterdreht. Dabei wird die nicht dargestellte Feder soweit gespannt, bis ihr oberer Totpunkt erreicht ist. Danach bewegt sich die Antriebswelle unter dem Einfluß der Feder in derselben Drehrichtung soviel weiter, daß der An¬ trieb in eine nicht dargestellte Klinke fällt. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Spannmotor einerseits mechanisch von der Antriebswelle entkoppelt und andererseits elektrisch abge¬ schaltet sein.

Zu diesem Zweck ist ein Steuermechanismus 11 vorgesehen, der einen durch die Nocke 4 der Kurvenscheibe 2 nach dem Durch¬ laufen des oberen Totpunktes der Feder betätigbaren Hebel aufweist. Dieser Steuermechanismus weist außerdem einen Ab- steuerhebel auf, der die Steuereinrichtung 12 des Spannmotors betätigt.

Claims

Patentansprüche

1. Federspeicherantrieb für einen elektrischen Leistungs¬ schalter mit wenigstens einer Feder, die im Schaltfall eine Antriebswelle (1) antreibt und mit einem auf der Antriebs¬ welle (1) befestigten umlaufenden Dämpfungshebel (2), insbe¬ sondere in Form einer Kurvenscheibe sowie mit einem in der Bewegungsbahn des Dämpfungshebels (2) angeordneten Betäti¬ gungselement (5) eines Dämpfungsgliedes (3), an dem der Dämp- fungshebel (2) nach seiner Abbremsung durch das Dämpfungs¬ glied (3) vorbeibewegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Betätigungselement (5) des Dämpfungsgliedes (3), nachdem der Dämpfungshebel (2) sich an ihm vorbeibewegt hat, für des- sen Rückschwingbewegung einen festen Anschlag bildet.

2. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß daß Betätigungselement (5) des Dämpfungsgliedes (3) als dreh- bar gelagerte Rolle und der Dämpfungshebel (2) als Kurven¬ scheibe mit einer Nocke (4) ausgebildet ist.

3. Federspeicherantrieb nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nocke zwei unterschiedlich ausgebildete Flanken aufweist.

4. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfungshebel (2) im Zuge seiner Umlaufbewegung nach dem Passieren des oberen Totpunkts der Feder einen Steuermecha¬ nismus (11,12) betätigt, der einen Spannmotor stillsetzt.

5. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder einem der fol¬ genden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dämpfungsglied (3) einen hydraulischen Stoßdämpfer auf¬ weist .