Sprungantrieb für Mittelspannungsschaltanlagen

Abstract

 Es besteht das Bestreben, Mittelspannungsschaltanlagen weiterhin zu verkleinern, andererseits soll aber die Schaltleistung verbessert werden. Hierzu ist es erforderlich, die dazugehörigen Antriebe für Mittelspannungsschaltanlagen diesen neuen Bedingungen anzupassen.
Die Erfindung zeigt einen Weg auf, wie ein Sprungantrieb für eine Mittelspannungsschaltanlage mit wenigen Einzelteilen auskommt, die sich in einem U-förmigen Trägergestell 21 unterbringen lassen. Es sind zwei als Hohlwellen konzipierte Antriebswellen 1 und, 1' vorgesehen, in denen Schubstangen 12,12' mittels einer Betätigungsvorrichtung 37 über in den Antriebswellen 1 und 1' befindliche Führungsstücke 13,13' Schubsperrbolzen 18,18 entriegeln, womit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Antrieb und den beweglichen Kontakten hergestellt wird. Die Betätigungsvorrichtung 37 ist zusammen mit einem Sperrblech 23 derart eingerichtet, daß Fehlhandlungen vermieden werden.
Ein derartiger Sprungantrieb läßt sich in Mittelspannungsschaltanlagen, vorzugsweise in metallgekapselten, druckgasisolierten Schaltanlagen einsetzen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Sprungantrieb für Mittelspannungsschaltanlagen gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] In Schaltanlagen und dies gilt besonders für metallgekapselte, druckgasisolierte Schaltanlagen werden für Antriebe der Schalter und Erdungsvorrichtungen über Zug-, Druck- oder Drehfedern mittels unterschiedlichster Gestaltungsform der Federkraft übertragenden Bauteile Sprungbewegungen für die Schaltgeräte erzeugt. Ein Sprungantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits bekannt (FR-A-0 286 474). Eine Druckfeder sorgt hierbei für die Schaltbewegung von Schalter und Erdungsvorrichtung. Die Druckfeder besitzt einen einseitig festen Drehpunkt und überträgt ihre Federkraft als Sprungbewegung über aufwendige Kurven-, Klinken- und Freilaufsteuerungen, die mit einer Vielzahl von Hebeln verbunden sind.

[0003] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Zahl der aufwendigen Steuerteile zu vermindern, die Funktionssicherheit zu erhöhen und die verbleibenden Teile so zu gestalten und anzuordnen, daß ein kleinbauender und montagefreundlicher Sprungantrieb entsteht.

[0004] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Kombination von konstruktiven Merkmalen gelöst.

[0005] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Antriebswellen in doppelter Funktion den in "Aus"-Stellung arretierten Antrieb entriegeln und den zugehörigen Schalter in eine Schaltbewegung versetzen können. Ein Festanschlag auf der jeweiligen Antriebswelle sorgt zusammen mit einem im Trägergestell des Antriebs geführten Schubsperrbolzen für eine Arretierung der beweglichen Schalter- und Erdungskontakte, womit vorteilhafterweise ein Durchschwingen der beweglichen Schalter- und Erdungskontakte und eine Rückwirkung auf die Schaltfeder vermieden werden. Durch Verlagerung der Freiläufe aus dem eigentlichen Antrieb auf die Betätigungsvorrichtung kann der Antrieb kleingehalten werden. Zudem gewährleistet die unterschiedliche Gestaltung der Freilauf-Einsteckrollen der Betätigungsvorrichtung die Unverwechselbarkeit einer Antriebsschaltung.

[0006] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht es, eine Schaltfeder mittels Federhebelpaaren so auf den Antriebswellen anzuordnen, daß die Antriebswellen wahlweise in übertotpunktstellung gebracht werden können.

[0007] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 4 angegeben. Mit einem Halter für eine Anschlagsschraube wird ein mit der Antriebswelle verbundener Festanschlag bei einer "Aus"-Schaltbewegung am Rückschwingen gehindert.

[0008] Auch ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 von Vorteil, daß die Antriebswellen in Nähe der Einstecköffnungen für eine Betätigungseinrichtung mit Halbschlitzen quer zur jeweiligen Achse der Antriebswellen versehen sind. Damit ist die Führung eines Sperrblechs möglich, das zwei Aussparungen enthält, die derart angeordnet sind, daß bei einer "Ein"-Schaltung eines Antriebs die Einstecköffnung der anderen Antriebswelle geschlossen ist.

[0009] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Anspruch 8 sind alle Teile des Antriebs zu einer kompletten Antriebseinheit in dem U-förmigen Trägergestell zusammengesetzt, in welchem die beiden Antriebswellen jeweils zweifach gelagert sind. Eine derartige Antriebseinheit kann mit geringem Aufwand an einer Schaltanlage befestigt werden, wobei lediglich die Schaltwelle mit dem Antrieb zu koppeln ist.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel ist in Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

einen Sprungantrieb für eine Schaltanlage in perspektivischer Darstellung, Kabelschalter (rechts) in "Aus", Erdungsschalter (links) in "Aus"

Fig. 2

eine Antriebswelle in perspektivischer Darstellung

Fig. 3

eine Betätigungsvorrichtung für den Antrieb in perspektivischer Darstellung

Fig. 4

ein Führungsstück in Frontansicht

Fig. 5

dieses Führungsstück in Seitenansicht

Fig. 6

einen Schubsperrbolzen in Frontansicht

Fig. 7

diesen Schubsperrbolzen in Seitenansicht

[0011] Nach Fig. 1 und 2 besitzt der Sprungantrieb eine Antriebswelle 1 für einen Kabelschalter und eine Antriebswelle 1' für einen Erdungsschalter. Beide Antriebswellen 1,1' sind in Lagern 22 (nicht dargestellt) und 22' eines U-förmigen Trägergestells 21 im Abstand parallel zueinander angeordnet. Wegen der Gleichheit der beiden Antriebswellen 1,1' beschränkt sich die Beschreibung auf die Antriebswelle 1 für den Kabelschalter, in der zeichnerischen Darstellung sind alle Bezugszeichen, die den Erdungsschalter betreffen, mit dem gleichen Bezugszeichen wie für den Kabelschalter, jedoch mit einem zusätzlichen "'" versehen. Die Antriebswelle 1 ist als Hohlwelle ausgeführt und besitzt an der Bedienungsseite eine Einstecköffnung 2 mit einer Mitnahmekontur für eine Betätigungsvorrichtung 37. In unmittelbarer Nähe der Einstecköffnung 2 besitzt die Antriebswelle 1 einen Halbschlitz 3 zur Führung eines Sperrblechs 23, das parallel zur Frontseite des Trägergestells 21 bewegbar ist. Das Sperrblech 23 weist zwei Aussparungen 24 auf, die so im Sperrblech 23 verteilt sind, daß bei Betätigung einer Antriebswelle 1 bzw. 1' die jeweils andere Antriebswelle 1' bzw. 1 verschlossen ist. Von der Frontseite des Antriebs aus gerechnet befindet sich innerhalb des Trägergestells 21 ein Federhebelpaar 4, das aus zwei zueinander parallel geführten Hebeln besteht, die auf der Antriebswelle 1 befestigt sind. Die zu einem Federhebelpaar 4 gehörenden Federhebel sind durch einen Federaufhängebolzen 7 miteinander verbunden. In "Aus"-Stellung weist das Federhebelpaar 4 nach unten, während das Federhebelpaar 4' nach oben weist. Zwischen den beiden Federaufhängebolzen 7 verläuft eine Federführungsstange 6, auf welcher eine Schaltfeder 8 angeordnet ist. Zwischen dem zweiten Lager 22 (nicht dargestellt) und dem Federhebelpaar 4 befindet sich auf der Antriebswelle 1 ein Mitnahme-Sprunghebel 9, der eine etwa viertelkreisförmige Gestalt aufweist. Innerhalb des Mitnahme-Sprunghebels 9 befindet sich ein radial verlaufendes Langloch 10. An den Mitnahme-Sprunghebel 9 schließt sich im Abstand ein Festanschlag 11 auf der Antriebswelle 1 an. Um beim Schaltvorgang ein Zurückfedern der Antriebswelle 1 zu vermindern, befindet sich an der Innenseite des Trägergestells 21 ein Anschlagschraubenhalter 26 für eine einstellbare Anschlagschraube 27.

[0012] In der Antriebswelle 1 befindet sich eine Schubstange 12, die in ein Führungsstück 13 in der Antriebswelle 1 eingreift. Ein Hebel 16 (Fig. 5) hat die Aufgabe, eine Einstellschraube 17 (Fig. 5) für einen Schubsperrbolzen 18 aufzunehmen. Dieser Schubsperrbolzen 18 ist parallel und exzentrisch zur Antriebswelle 1 angeordnet und wird in einem Langloch 28 im Trägergestell 21 geführt. Eine Führungswelle 45 für das Führungsstück 13 und den Schubsperrbolzen 18 dient der sicheren Führung dieser beiden Elemente. Eine Druckfeder 19 wird auf der einen Seite durch eine Aufnahme im Führungsstück 13 und auf der anderen Seite durch einen Federdruckhalter 20 begrenzt.

[0013] In das Langloch 10 des Mitnahme-Sprunghebels 9 greift ein Mitnahmebolzen 29 im Schubgestänge ein, wo er mit einer Schubstange 30 mit Freilauf die Verbindung herstellt. Hierbei besitzt die Schubstange 30 mit Freilauf ein Langloch, in welches ein Mitnahmearm für eine Schaltwelle 31 und das Sperrblech 23 eingreifen. Die Schaltwelle 31 befindet sich in einem druckfesten SF₆-Schaltgehäuse 33 und ragt mit einem Wellenstumpf in das Trägergestell 21 des Antriebs hinein. Hier besitzt die Schaltwelle 31 Mitnahmearme für die Schubstangen 30 und das Sperrblech 23. Hierzu ist die Schaltwelle 31 mit einem Dichtungsflansch 34 durch die Gehäusewand geführt. Mit der Schaltwelle 31 sind im druckfesten SF₆-Schaltgehäuse 33 drei Mitnahmehebel 35 verbunden, die über Isolierstangen 36 die Verbindung zu den beweglichen Kontakten der Schalter herstellen.

[0014] Für die Betätigung der beiden Antriebswellen 1, 1' ist eine einzige Betätigungsvorrichtung 37 vorgesehen. Sie besteht aus einem Handbetätigungshebel 38, der in einem Drehlager 43 eine Einsteckfreilaufrolle 42 mit kleinem Durchmesser und großer Länge und eine Einsteckfreilaufrolle 42' mit großem Durchmesser und kleiner Länge (nicht dargestellt) enthält. Eine abnehmbare Kurbel für den Handbetätigungshebel 38 kann mit Hilfe eines Einraststiftes 39 verriegelt werden. Zwischen der Einsteckfreilaufrolle 42 und dem Drehlager 43 befindet sich ein Mitnahmezapfen 44.

[0015] Markierungen 25 auf dem Sperrblech 23 zeigen die jeweilige Stellung des zugehörigen Schalters an.

[0016] Nach Fig. 3 besteht die Betätigungsvorrichtung 37 aus einem Handbetätigungshebel 38 (in Fig. 1 dargestellt) mit einem zweiarmigen Schwenkhebel, dessen Arme als Einsteckfreilaufrollen 42 und 42' ausgebildet sind. Hierbei sind die Einstecklaufrollen 42 mit kleinem Durchmesser und großer Länge für die Antriebswelle 1 und die Einstecklaufrollen 42' mit großem Durchmesser und kleiner Länge für die Antriebswelle 1' ausgeführt. Es kann jeweils nur eine Einstecklaufrolle 42 oder 42' benutzt werden, wobei die Arbeitsposition lediglich eine Einstecklaufrolle frei gibt, während die andere Einstecklaufrolle im Schaft der Betätigungsvorrichtung 37 verdeckt wird. Für die Kurbel (nur in Fig. 1 dargestellt) der Betätigungsvorrichtung ist diese mit einem Stellknopf zum Einrasten 41 und einer Druckfeder 40 ausgestattet. Zwischen den Einstecklaufrollen 42 und 42' befinden sich jeweils Mitnahmezapfen 44 und 44'. Ein Rollensperrstift 5' in der Antriebswelle 1' verhindert das Einstecken der längeren und im Durchmesser kleineren Einstecklaufrolle 42.

[0017] Nach Fig. 4 und 5 besitzt das Führungsstück 13 eine Ausnehmung 14 für die Aufnahme der Schubstange 12 und eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme der Druckfeder 19. Ein mit dem Führungsstück 13 verbundener Hebel 16 dient der Aufnahme des Schubsperrbolzens 18, der mittels einer Schraube 17 mit dem Hebel verbunden wird.

[0018] Fig. 6 und 7 zeigen den Schubsperrbolzen 18 in zwei Ansichten.

[0019] Die Wirkungsweise des Sprungantriebs ist folgende:

1. Einstecken des Handbetätigungshebels 38 in die Einstecköffnung mit Mitnahme-Kontur 2 der Antriebswelle 1.
Folge der Handlung 1: Entriegeln der Antriebswelle 1 für eine Drehbewegung über die Schubstange 12, Schubsperrbolzen 18 aus der Langlochkontur 28 im Trägergestell 21 durch das Einstecken.

2. Einschaltung: Drehbewegung des Handbetätigungshebels 38 rechtsdrehend, spannen der Schaltfeder 8 bis das Federhebelpaar 4 über den Totpunkt zwischen den beiden Antriebswellen 1,1' gegen das durch den Festanschlag 11 festgehaltene Federhebelpaar 4 springt, wobei der Leerlauf des Langloches 10 im Mitnahmesprunghebel 9 kraftschlüssig mit der oberen Kontur gegen den Mitnahmebolzen 29 im Schubgestänge läuft und bei fortlaufender Sprungdrehung den Freilauf in der Schubstange 30 kraftschlüssig den Mitnahmearm 32 der Schaltwelle 31 in eine Schaltdrehung versetzt, wobei über die Mitnahmehebel 35 und Isolierstangen 36 die inneren Schaltmesser in der Anlage betätigt werden.

3. Mit der Bewegung des Mitnahmearmes 32 wird von diesem ein Sperrblech 23, welches gleichzeitig die Schalterstellungsmarkierung 25 bewirkt, die Einstecköffnung 2 der anderen Antriebswelle 1' verschlossen, sodaß ein Einstecken des Handbetätigungshebels 38 nicht möglich ist. Dies geht erst dann, wenn beide Schalter in "Aus" geschaltet sind (Darstellung Fig. 1). Es kann stets nur ein Antrieb geschaltet werden (gegenseitige Verriegelung).

4. Ausschaltung: Drehbewegungen des Handbetätigungshebels 38 linksdrehend, gleicher Ablauf wie unter Pos. 2 jedoch alle Bauteile linksdrehend.

Ansprüche

1. Sprungantrieb für eine Mittelspannungsschaltanlage, mit einem eine Schaltfeder enthaltenden Energiespeicher, dessen Federkraft über Zwischenglieder wahlweise auf eine Antriebswelle für einen Kabelschalter oder auf eine Antriebswelle für einen Erdungsschalter einwirkt, und daß beide Antriebswellen über eine steckbare Betätigungseinrichtung in Ein- oder Ausschaltstellung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebswellen (1,1') als in einem U-förmigen Trägergestell (21) zweifach gelagerte und parallel zueinander angeordnete Hohlwellen ausgebildet sind, in welchen jeweils eine Schubstange (12,12') für die Betätigungsvorrichtung (37) und ein mit der Schubstange (12,12') steckbar verbundenes Führungsstück (13,13') eingesetzt sind, das an der von der Schubstange (12,12') abgewandten Seite eine Ausnehmung (15, 15') für eine Druckfeder (19,19') aufweist, und daß das Führungsstück (13,13') mit einem Hebel (16,16') versehen ist, der mit einem parallel und exzentrisch zur Antriebswelle (1,1') im Trägergestell (21) geführten Schubsperrbolzen (18,18') verbunden ist, der zusammen mit einem Festanschlag (11,11') die jeweilige Antriebswelle (1,1') arretiert, und daß die Betätigungseinrichtung (37) aus einem Handbetätigungshebel (38) mit einem zweiarmigen Schwenkhebel besteht, dessen Arme als Einsteckfreilaufrollen (42,42') mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlichen Längen ausgebildet sind, daß die Einstecköffnungen (2,2') der Antriebswellen (1,1') hierzu entsprechende Konturen aufweisen, und daß zwischen den Einsteckfreilaufrollen (42,42') und einem Drehlager (43) der Betätigungseinrichtung (37) Mitnahmezapfen (44,44') angeordnet sind, die nach Verschiebung der Schubstange (12,12') und des Führungsstücks (13,13') mit dem Schubsperrbolzen (18,18') aus der Arretierung in entsprechende Aufnahmen der Antriebswellen (1,1') zur kraftschlüssigen Schaltung des Antriebs einrasten.

2. Sprungantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (8) eine Druckfeder ist, deren Enden an Federaufhängebolzen (7,7') eingehängt sind, die jeweils in einem Federhebelpaar (4,4') gelagert sind, wobei die Federhebelpaare (4,4') derartig mit den Antriebswellen (1,1') verbunden sind, daß im "Aus"-Zustand von der Frontseite betrachtet ein Federhebelpaar (4) senkrecht nach unten und das andere Federhebelpaar (4') senkrecht nach oben weist.

3. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16,16') des Führungsstücks (13,13') eine Einstellschraube (17,17') für den Schubsperrbolzen (18,18') aufweist, der in einem waagerechten Langloch (28,28') des Trägergestells (21) geführt wird.

4. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (26,26') für eine einstellbare Anschlagschraube (27,27') im Bereich des jeweiligen Festanschlags (11,11') befestigt ist.

5. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (1,1') in Nähe der Einstecköffnungen (2,2') für die Betätigungseinrichtung (37) mit Halbschlitzen (3,3') quer zur jeweiligen Achse der Antriebswellen (1,1') versehen sind, daß in den Halbschlitzen (1,1') ein Sperrblech (23) geführt ist, das von Mitnahmearmen (32,32') einer Schaltwelle (31) bewegbar ist, wobei zwei Aussparungen (24,24') im Sperrblech (23) derart angeordnet sind, daß bei einer "Ein"-Schaltung eines Antriebs die Einstecköffnung (2 bzw. 2') der anderen Antriebswelle (1 bzw. 1') geschlossen ist.

6. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrblech (23) mit Markierungen (25) versehen ist, die die jeweilige Schalterstellung anzeigen.

7. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antriebswelle (1,1') mit einem MitnahmeSprunghebel (9,9') versehen ist, in welchem ein radial verlaufendes Langloch (10,10') eingelassen ist, und daß in dem Langloch (10,10') ein in einer Schubstange (30,30') mit Freilauf für den jeweiligen Schalter eingesetzter Mitnahme-Bolzen (29,29') bewegbar ist, wobei die Schubstange (12,12') bei einer Betätigung der Antriebswelle (1,1') kraftschlüssig mit dem Mitnahmearm (32,32') der Schaltwelle (31) verbunden ist.

8. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des Antriebs zu einer kompletten Antriebseinheit in dem Trägergestell (21) zusammengesetzt sind, das an einer Schaltanlage (33) befestigbar ist, wobei die Schaltwelle (31) über die Mitnahmearme (32,32') mit dem Antrieb kuppelbar ist.

9. Sprungantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antriebswelle (1,1') mit ihrer Kontur, Federhebelpaar (4,4'), Federaufhängebolzen (7,7') Mitnahmesprunghebel (9,9') und Festanschlag (11,11') aus einem Stück gegossen ist.

Zeichnung