[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit
Druckkontakten, insbesondere für einen Vakuumschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
[0002] Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus dem DE-GM 81 09 229.6 bekannt
geworden. Bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung weist das Hebelwerk einen Winkelhebel
auf. Im Endbereich des einen Armes dieses Winkelhebels ist eine S-förmige Kulisse
ausgebildet, in die ein ortsfest verankerter Zapfen angreift, während am Ende des
anderen Armes die Antriebsstange angelenkt ist. Die Schwenkachse des Winkelhebels
ist an einem Stössel befestigt, der koaxial zum Kontaktstössel und wie dieser längsverschiebbar
ist. Wird der Winkelhebel verschwenkt, hebt oder senkt sich dessen Schwenkachse, da
ja ein ortsfester Zapfen in die S-förmige Kulisse eingreift. Namentlich wenn der ortsfeste
Zapfen im mittleren Bereich der S-förmigen Kulisse ist, die Antriebsvorrichtung sich
also zwischen der Ein- und Ausschaltstellung (oder umgekehrt) befindet, erzeugt die
von der den Stössel umgebenden Druckfeder ausgehende Gegenkraft im Zusammenwirken
mit der S-förmigen Kulisse auf die am Stössel befestigte Schwenkachse des Winkelhebels
Scherkräfte, die nicht nur durch diese Schwenkachse sondern auch durch die Führung
des Stössels aufzunehmen sind und ausserdem den Stössel auf Biegung beanspruchen.
[0003] Bezüglich der auf den Stössel wirkenden Scherkräfte gilt ähnliches für die der US-PS
4.225.765 entnehmbare Antriebsvorrichtung für einen Vakuumschalter, wobei dort aber
keine S-förmige Kulisse vorhanden ist.
[0004] Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die ohne Winkelhebel auskommt, also eines geringeren technischen
Aufwandes bedarf, und bei der die bei einem Schalthub auftretenden Kräfte, insbesondere
die Scher- oder Querkräfte besser beherrschbar sind.
[0005] Zu diesem Zweck weist die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung die im Kennzeichen des
Patentanspruches 1 definierten Merkmale auf.
[0006] Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
[0007] Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung ist nachstehend anhand
der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2, wobei allerdings der Pleuel ungeschnitten
dargestellt ist, und
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig.l.
[0008] Die dargestellte Antriebsvorrichtung 10 besitzt ein kastenförmiges Gehäuse 11, auf
dem eine nur teilweise sichtbare Vakuumschaltröhre 12 eines Vakuumschalters abgestützt
ist und die ihrerseits über einen Tragisolator 13 an der Rückwand eines Antriebes
(nicht dargestellt) verankert ist. Der Tragisolator 13 ist an der Stirnwand 14 des
Gehäuses 11 verankert, während die Seitenwände des letzteren mit 15 und 16 bezeichnet
sind.
[0009] Aus der Vakuumschaltröhre 12, die die Schaltkontakte des Vakuumschalters enthält,
ist ein Kontaktstössel 17, der das bewegliche Kontaktstück (nicht dargestellt) trägt,
vakuumdicht, jedoch längsverschiebbar herausgeführt. Das untere, freie Ende des Kontaktstössels
17 trägt einen rechtwinklig zu diesem verlaufenden Führungsstift 18, der sich beiderends
durch in den Seitenwänden 15, 16 ausgebildete parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels
17 verlaufende Langlöcher 19, 20 hindurcherstreckt und daselbst z.B. mittels Splinten
21' oder ähnlichen Sicherungselementen gesichert ist.
[0010] An dem Führungsstift 18 ist über Langlöcher 21, 22, die in den Schenkeln 23, 24 seines
gegabelten Endes ausgebildet sind, ein Pleuel 25 angelenkt. Dieses gegabelte Ende
des Pleuels 25 ist von einer auf diesem verschiebbaren Hülse 26 umgeben, die spielfrei
vom Führungsstift 18 quer durchsetzt ist. Das untere Ende des Pleuels 25 weist eine
Schulter 27 auf und ist ebenfalls gegabelt. Die beiden Schenkel 28, 29 am unteren
Ende des Pleuels 25 sind spielfrei von einem zum Führungsstift 18 parallelen Zapfen
30 durchsetzt, der sich beiderends durch in den Seitenwänden 15, 16 ausgebildete,
unter sich kongruente, S-förmig geformte Schlitze 31, 32 hindurcherstreckt und daselbst
ebenfalls durch Splinten 33 gesichert ist. Die beiden S-förmigen Schlitze 31, 32 bilden
zusammen die S-förmige Kulisse.
[0011] Die beiden Schenkel 28, 29 am unteren Ende des Pleuels 25 umgreifen das eine Ende
34 einer Antriebsstange aus elektrisch isolierendem Material, in welche der Zapfen
30 eingepresst ist und welche mittels eines nicht dargestellten Antriebsaggregates
im Sinne des Doppelpfeiles 36 hin und her verschiebbar ist.
[0012] Der Pleuel 25 ist von einer Druckfeder 37 umgeben, die einerends auf der Schulter
27 und andernends an der unteren Stirnseite der Hülse 26 abgestützt ist. Somit wirkt
die Druckfeder über die Hülse 26, die bezüglich des Kontaktstössels 17 wohl verschwenkbar
aber nicht axial verschiebbar ist und über den Führungsstift 18 auf den Kontaktstössel
17.
[0013] In Fig. 1 ist in ausgezogenen Linien die Einschaltstellung gezeigt. Man erkennt,
dass der Führungsstift 18 nicht an dem unteren Ende der Langlöcher 21, 22 anliegt.
Der Pleuel 25 ist daher nicht belastet. Die in Einschaltstellung gespannte Druckfeder
37 wirkt auf die Hülse 26 und über diese auf den Führungsstift 18, der sich aber dank
der Langlöcher 21, 22 nur parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels bewegen
kann. Dies bedeutet, dass, obwohl in Einschaltstellung die Druckfeder 37 in einem
Winkel zum Kontaktstössel steht, dieser nur der in seiner Verschiebungsrichtung wirksamen
Kraftkomponente ausgesetzt ist, während die quer dazu gerichete Kraftkomponente über
die Enden des Führungsstiftes 18 in den Langlöchern 19, 20 abgestützt ist. Der Kontaktstössel
erfährt keinerlei Biegebeanspruchung.
[0014] Zieht man die Antriebsstange 35 in Fig. 1 nach rechts in die strichpunktiert gezeigte
Ausschaltstellung, folgt das untere Ende des Pleuels 25 unter Verschwenkung um den
Führungsstift 18 dem Verlauf der Kulisse 31, 32. Die Druckfeder 37 entspannt sich,
und, da der Führungsstift 18 zum Anschlagen an die obern Enden der Langlöcher 21,
22 kommt, wird auch dieser und mit ihm der Kontaktstössel 17 nach unten gezogen.
[0015] Zu beachten ist, dass jene Bereiche der Kulisse 31, 32, die der Ein- bzw. Ausschaltstellung
entsprechen, einen Verlauf haben, der rechtwinklig zum Verlauf des Pleuels 25 in der
entsprechenden Schaltstellung ist. Dies heisst aber, dass sowohl in Ein- als auch
in Ausschaltstellung die Antriebsstange 35 unbelastet bleibt.
[0016] Besonders zweckmässig ist es, wenn die Antriebsvorrichtung 10 so ausgelegt wird,
dass die Kontakte des Vakuumschalters dann in Berührung gelangen, wenn der Pleuel
25 in einer mit der Verschieberichtung des Kontaktstössels 17 fluchtenden Stellung
ist, wie in Fig. 1 mit der gestrichelten Linie 38 angegeben. Dies kann beispielsweise
mit einer Veränderung der Länge des nach aussen geführten Endes des Kontaktstössels
17, beispielsweise mit einer Stellmutter 39 eingestellt sind.
[0017] Zweckmässig ist es auch, die Länge der entspannten Druckfeder 37 so zu wählen, dass
sie in Ausschaltstellung bereits vorgespannt ist und im Zuge des Einschalthubes weiter
gespannt wird, wenn der Pleuel 25 (in Fig. 1 von rechts kommend) sich der durch die
gestrichelte Linie 38 angedeuteten Lage nähert. Dementsprechend ergibt sich eine flache
Federcharakteristik und der Kontaktdruck ist auch bei Abbrand der Kontaktstücke gewährleistet,
ohne dass das die Antriebsstange 35 treibende Antriebsaggregat eine merkbar grössere
Antriebsleistung zu erbringen hätte.
1. Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit Druckkontakten, insbesondere
für einen Vakuumschalter, mit einer hin und her antreibbaren Antriebsstange (35),
die über ein Hebelwerk (25) und eine Kulisse (31, 32) an den längsverschiebbar geführten
Kontaktstössel (17) des Schalters gekoppelt ist und mit einer im Zuge eines Einschalthubes
spannbaren, auf den Kontaktstössel (17) wirkenden Druckfeder (37), dadurch gekennzeichnet,
dass das Ende der im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels
(17) verlaufenden Antriebsstange (35) einen in die ortsfest angeordnete Kulisse (31,
32) eingreifenden Zapfen (30) trägt, an dem das eine Ende (28, 29) eines Pleuels (25)
angelenkt ist, dessen anderes Ende (23, 24) über eine Schleppverbindung (21, 22) am
Kontaktstössel (17) angelenkt ist, während die mit dem Pleuel (25) verschwenkbare
Druckfeder (37) einerends an diesem im Bereich seiner Anlenkstelle an der Antriebsstange
(35) und andernends über ein Kopplungsstück (26) am Kontaktstössel (17) abgestützt
ist, und dass die Kulisse (31, 32) so geformt ist, dass deren Verlauf in dem der Einschaltstellung
entsprechenden Bereich rechtwinklig zur Richtung des Pleuels (25) verläuft.
2. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren
Ende des Kontaktstössels (17) ein rechtwinklig zu diesem sowie parallel zum Zapfen
(30) verlaufender Führungsstift (18) befestigt ist, dass der Pleuel an seiner Anlenkstelle
am Kontaktstössel (17) wenigstens ein vom Führungsstift (18) durchsetztes Langloch
(21, 22) aufweist, wobei beide Enden des Führungsstiftes (18) je in einer ortsfesten,
parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktstössels (17) verlaufenden Führung (19,
20) geführt sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das am
Kontaktstössel (17) angelenkte Ende des Pleuels (25) gegabelt und von einer Hülse
(26) umgeben ist, die quer und spielfrei vom Führungsstift (18) durchsetzt ist, wobei
die Druckfeder auf einer Stirnseite der Hülse (26) abgestützt ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel
(25) an seiner Anlenkstelle am Zapfen (30) die Antriebsstange (35) umgreift, während
der Zapfen (30) über beide Seiten des Endes des Pleuels (25) verlängert ist und mit
seinen Enden in die Kulisse bildende Schlitze (31, 32) eingreift,
die in gegenüberliegenden Wänden (15, 16) des Gehäuses (11) der Antriebsvorrichtung
ausgebildet sind.
5. Antriebsvorrichtung nach den Patentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungen für die Enden des Führungsstiftes (18) geradlinige Schlitze (19,
20)sind, die in denselben Wänden (15, 16) wie die die Kulisse bildenden Schlitze (31,
32) ausgebildet sind.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckfeder eine den Pleuel (25) umgebende Schraubenfeder (37) oder ein Tellerfederpaket
ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kulisse (31, 32) derart geformt ist, dass die Druckfeder (37) vor Erreichen
der Einschaltstellung stärker gespannt ist als in Einschaltstellung.