HANDANTRIEB FÜR UMSTELLER VON STUFENTRANSFORMATOREN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Handantrieb zur schrittweisen, leistungslosen Betätigung eines Umstellers an einem Stufentransformator.

[0002] Ein solcher Handantrieb ist aus der DE-OS 35 41 888 bekannt. Er besteht aus einem Gehäuse, einer mit einer Handkurbel versehenen Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einem dazwischen angeordneten Übersetzungsgetriebe und einer Ziffernanzeige für die jeweils geschaltete Position des Umstellers.

[0003] Ein weiterer Handantrieb ist aus der Firmendruckschrift der Anmelderin "Handantrieb BM75, Betriebsanleitung BA109/03" veröffentlicht Juni 2004, bekannt. Auch hier ist eine Handkurbel zur manuellen Betätigung vorgesehen. Dieser Handantrieb weist aus Sicherheitsgründen einen Entriegelungshebel auf, der nach jeder Schalthandlung durch ein Vorhängeschloss abzusperren ist, um eine Bedienung durch Unbefugte zu verhindern. Zur Kontrolle ist weiterhin ein Verriegelungskontakt vorgesehen, der gleichzeitig mit der Betätigung des Entriegelungshebels umschaltet.

[0004] Aus der weiteren Firmendruckschrift der Anmelderin "Handantrieb MR404 - Betriebsanleitung BA23/02" veröffentlicht August 2004, ist noch ein anderer Handantrieb bekannt, bei dem die Handkurbel von der Antriebswelle abnehmbar und außen am Gehäuse mit einer Federschelle befestigbar ist. Bei dieser Ausführung wird der Antrieb durch Drehen eines Schlüssels entriegelt. Dabei wird ein Sperrhebel aus einer Sperrscheibe und von einem Nockenrad abgehoben; die Antriebswelle wird freigegeben und kann gedreht werden. Durch ein Reduziergetriebe wird die zum Umsteller führende Welle stets mit einer Umdrehung pro Schaltung gedreht, unabhängig davon, wie viel Umdrehungen die Schaltung an der Handkurbel selbst erforderlich sind. Nach Beendigung der Schaltung wird durch eine Zugfeder der erwähnte Sperrhebel wieder in eine Aussparung der Sperrscheibe und in das Nockenrad eingerastet, so dass der Antrieb blockiert wird. Gleichzeitig wird ein elektrischer Nockenschalter umgeschaltet. Durch eine Zwangsverklinkung kann eine neue Schaltung erst nach erneutem Drehen des Schlüssels erfolgen.

[0005] Zusammengefasst lässt sich der bekannte Stand der Technik bei derartigen Handantrieben folgendermaßen charakterisieren: Es sind drei mechanische Baugruppen vorhanden, nämlich ein Lastgetriebe zur Weiterleitung des an der Handkurbel aufgewendeten Drehmomentes an den Umsteller, ein Steuergetriebe zur Übermittlung der Handkurbelbetätigung an ein Anzeigegetriebe und zur Ansteuerung eventuell vorhandener Zwangsverriegelungsmittel sowie das erwähnte Anzeigegetriebe zur Vsualisierung der Betriebsstellungen des Umstellers sowie zum Zählen der absolvierten Umschaltungen. Die bekannten Handantriebe weisen ferner Sicherheitseinrichtungen auf, die eine unbefugte Betätigung verhindern sollen.

[0006] Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Handantriebe, da sie in der Regel für Freiluftausführung vorgesehen und in vielen Fällen unbeaufsichtigt montiert sind, zahlreichen bestimmungswidrigen Bedienversuchen ausgesetzt sind. Teilweise handelt es sich dabei um Laien, die ganz einfach die den Geräten beigefügte Bedienungsanleitung ignorieren, teilweise auch um mutwillige Fehlbetätigungsversuche oder schlicht Vandalismus. Neben dann unvermeidlichen Beschädigungen am Gerät oder auch Betriebsstörungen am Stufentransformator ist dies u. a. auch aus Produkthaftungsgründen bedenklich.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Handantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, der eine größtmögliche mechanische als auch elektrische Sicherheit gegen Fehlbedienungen und -versuche aller Art bietet.

[0008] Diese Aufgabe wird durch einen Handantrieb mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

[0009] Der erfindungsgemäße Handantrieb weist, übereinstimmend mit dem Stand der Technik, die bereits erläuterten Baugruppen Lastgetriebe, Steuergetriebe und Anzeigegetriebe auf. Erfindungsgemäß besitzt dabei das Steuergetriebe eine Verriegelungseinheit, die eine Klinke aufweist, durch die die Kräfte aufgenommen werden, falls Unbefugte funktionswidrig schalten wollen, ohne eine Entriegelungseinheit zu betätigen. Die Erfindung bietet insgesamt eine größtmögliche Sicherheit vor Fehlbedienungen, sei es unbewusst aus Unkenntnis oder auch bewusst.

[0010] Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen:

Figur 1

Eine Verriegelungseinheit eines erfindungsgemäßen Handantriebes im gesperrten Zustand von hinten, d. h. der dem Benutzer abgewandten Gehäuseseite

Figur 2

eben diese Verriegelungseinheit in seitlicher Darstellung

Figur 3 bis 9

zeigen diese Verriegelungseinheit zu verschiedenen Zeitpunkten während der Vorbereitung und Durchführung einer Umschaltung, d. h. Betätigung des Handantriebes, von vorn, und zwar
Figur 3 nach Entnahme des sichernden Vorhängeschlosses
Figur 4 nach Weiterdrehung des Bedienteils in die Endlage
Figur 5 beim Beginn der Drehung der eingesteckten Handkurbel
Figur 6 beim Weiterdrehen der Handkurbel
Figur 7 kurz vor dem Abschluss der Umschaltung
Figur 8 nach abgeschlossener Umschaltung
Figur 9 beim nachfolgenden Absperren

Figur 10

einen Handantrieb komplett in perspektivischer Darstellung von vorn.

[0011] Zunächst sollen die Figuren 1 und 2 näher erläutert werden, die eine erfindungsgemäße Verriegelungseinheit im stationären, gesicherten Zustand zeigen. Außerhalb eines nicht dargestellten Gehäuses befindet sich ein äußerer Schlüssel 1, an dem ein äußeres Bedienteil 2 angeformt ist. Dieses äußere Bedienteil 2 korrespondiert mit einem festen Gegenstück 3, an dem es im gesicherten Zustand anliegt und durch ein Vorhängeschloss 4, das durch Bohrungen sowohl des äußeren Bedienteils 2 als des festen Gegenstücks 3 geführt ist, in dieser Lage fixiert ist. Das äußere Bedienteil 2 steht in Verbindung mit einem inneren Schlüssel 5, der eine Nocke 6 aufweist und weiterhin einen Sperrbolzen 7 besitzt. Äußeres Bedienteil 2, äußerer Schlüssel 1 und innerer Schlüssel 2 sind drehbar ausgeführt. Weiterhin ist eine Klinke 8 vorgesehen, die in einer Drehachse 9 gelagert ist. Sie besitzt eine Nut 10, die formschlüssig mit der Nocke 6 korrespondiert. An ihrer der Nut 10 abgewandten Seite besitzt sie eine Sperrkontur 11, die mit dem Sperrbolzen 7 formschlüssig korrespondiert, wie später noch näher erläutert werden wird. Ferner ist an der Klinke 8 ein Sperrnocken 12 vorgesehen, der um die Drehachse 9 auf der Klinke 8 mit dieser verschwenkbar ist. Vorzugsweise ist der Sperrnocken 12 senkrecht zur Längsausdehnung der Klinke 8 um einen bestimmten Betrag verschiebbar. An ihrem anderen freien Ende besitzt die Klinke 8 noch eine Sperrklinke 13. Die beschriebene Sperrnocke 12 korrespondiert mit einer Nut 14 auf einem Zahnrad 15 des Steuergetriebes. Die beschriebene Sperrklinke 13 ihrerseits korrespondiert mit einer Sperrnut 16 auf der Antriebswelle 17. Weiterhin gezeigt ist eine Feder 18, die am inneren Schlüssel 5 angelenkt ist, sowie eine Feder 19, die an der Klinke 8 angelenkt ist. Schließlich sind noch ein Mikroschalter 20 zur Betätigung des Transformator-Leistungsschalters sowie ein Mikroschalter 21 zur Erzeugung einer elektrischen Schlossentnahmemeldung dargestellt.
In dieser Position hält das Vorhängeschloss 4 den inneren Schlüssel 5 in der dargestellten Position.

[0012] Bei den nachfolgend beschriebenen Figuren sind nur die jeweils zur Erläuterung der momentanen Stellung und Funktionsweise notwendigen Bauteile nochmals mit Bezugszeichen versehen.
Figur 3 zeigt die Verriegelungseinheit nach der Entnahme des Vorhängeschlosses 4. Der innere Schlüssel 5 wird durch die Feder 18 um 90 Grad nach rechts gedreht. Gleichzeitig wird der Mikroschalter 21 betätigt und die Entnahme des Vorhängeschlosses 4 damit elektrisch angezeigt. Es ist zu sehen, dass durch die Sperrklinke 13, die in der Sperrnut 16 eingerastet ist, die Antriebswelle 17 noch blockiert ist.

[0013] Figur 4 zeigt die Vorrichtung nach vollständigem Entsperren, d. h. Weiterdrehen des Bedienteils in die Endlage. Dabei wird das äußere Bedienteil 2 und damit der innere Schlüssel 5 entgegen der Federkraft weiter nach rechts gedreht. In der Folge trifft er mit seiner Nocke 6 die Klinke 8, drückt diese nach unten und verrastet schließlich in der Nut 10. Während dieser Bewegung der Klinke 8 wird der Mikroschalter 20 zur Betätigung des Transformator-Leistungsschalters ausgelöst, so dass sichergestellt ist, dass der Transformator spannungslos geschaltet ist. Erst in der Endstellung dieser Entsperrung wird, wie in Figur 4 gezeigt, die Antriebswelle 17 freigegeben, weil die Sperrklinke 13 aus der Sperrnut 16 herausgeführt wird. Damit ist der Handantrieb betriebsbereit; erst jetzt kann die Antriebswelle durch eine aufgesteckte Handkurbel betätigt werden. Bis zu diesem Zeitpunkt kann eine vorgesehene Umschaltung noch abgebrochen werden.

[0014] Figur 5 zeigt die Vorrichtung zu Beginn der Drehung der Handkurbel. Die Sperrnocke 12 ist außer Eingriff mit der Nut 14. Durch das Drehen der Handkurbel wird durch das Steuergetriebe auch die Nut 14 gedreht, dabei macht bei acht Handkurbelumdrehungen die Nut 14 genau eine Umdrehung. Nach Beginn der Drehung übersteuert die Sperrnocke 12 auf der Nut 14 durch ihre Kontur, und die Nocke 6 kann durch Federkraft aus der Nut 10 springen. Dies ist in Figur 6 gezeigt. Die Freigabe der Klinke 8 zum möglichen Einrasten in die Nut 16 der Antriebswelle 17 erfolgt erst nach sieben Umdrehungen, da das Zahnrad 15 und damit die Nut 14 nur eine Umdrehung pro Umschaltung vollführt. Im hier erläuterten Ausführungsbeispiel wird von acht Umdrehungen der Antriebswelle 17 ausgegangen. Dies ist jedoch nicht zwingend; auch eine andere Zahl von Umdrehungen ist möglich. Durch eine entsprechende Auslegung des Getriebes wird jedoch in jedem Fall sichergestellt, dass die Nut 14 bei jeder Umschaltung genau eine Umdrehung vollführt.

[0015] Der innere Schlüssel 5 ist nun nicht mehr durch die Nut 10 blockiert, sondern durch das Zusammenwirken des Sperrbolzens 7, der jetzt auf die Sperrkontur 11 getroffen ist. Das zeigt Figur 7: Der Sperrbolzen 7 wird von der Kontur 11 blockiert.

[0016] Figur 8 zeigt die Vorrichtung nach vollständiger abgeschlossener Schaltung, bei der die Sperrklinke 13 eingerastet und damit die Antriebswelle 17 durch die Sperrklinke 13 blockiert ist. Wie erläutert ist die Sperrklinke 13 wieder in die Sperrnut 16 eingerückt und damit, bedingt durch die Feder 19, die gesamte Klinke 8 verschwenkt worden. Die Schlossentnahmemeldung ist durch den Mikroschalter 21 in dieser Position noch aktiv.

[0017] Figur 9 schließlich zeigt die Vorrichtung beim Absperren. Hat sich der Benutzer dazu entschieden, wird das äußere Bedienteil 2 - hier nicht dargestellt - manuell wieder so gegen die Kraft der Feder 18 verschwenkt, dass es am festen Gegenstück 3 anliegt und das Vorhängeschloss 4 eingeführt werden kann, das die Elemente in dieser Lage fixiert. Die Anzeige der Schlossentnahme durch den Mirkoschalter 21 wird wieder aufgehoben.

[0018] Aus der dargestellten Sequenz ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung unterschiedliche Schutzfunktionen vereinigt. Zum einen ist und bleibt die Antriebswelle 17 blockiert, solange nicht das Vorhängeschloss 4 entfernt worden und darüber hinaus ganz bewusst das Bedienteil 2 gegen die Kraft der Feder 18 in die Betriebsstellung weitergedreht worden ist. Weiterhin ist es nur möglich, jeweils eine vollständige Umschaltung, hier bestehend aus acht Umdrehungen der Antriebswelle 17, durchzuführen. Dies geschieht durch das Zusammenwirken von Sperrnocke 12 und Nut 14. Unterbricht ein Betreiber bei einer Umschaltung nach weniger als acht Umdrehungen die Drehbewegung, ergeben sich in den Figuren 5 bzw. 6 dargestellte Zwischenzustände, in denen der Mikroschalter 20 den Transformator-Leistungsschalter abgeschaltet lässt und es nicht möglich ist, die Vorrichtung abzuschließen bzw. abzusperren. Dies deshalb nicht, weil der innere Schlüssel 5 blockiert bleibt. Weiterhin ist es nicht möglich, mehr als acht Umdrehungen zu vollführen, da genau nach acht Umdrehungen, d. h. einer vollständigen Umdrehung der Nut 14, die Sperrnocke 12 der Klinke 8 wieder in diese Nut 14 einfällt, womit auch die Antriebswelle 17 wieder blockiert ist, weil sich die Klinke 8 um den Drehpunkt 9 gedreht hat. Diese Blockierung kann nur ganz bewusst durch eine erneute Betätigung des äußeren Bedienteils 2 überwunden werden.

[0019] Figur 10 zeigt noch einmal einen vollständigen erfindungsgemäßen Handantrieb von außen. Gezeigt sind hier die Handkurbel 22, die üblicherweise seitlich am Gehäuse angesteckt ist, eine Einführöffnung 23 für diese Handkurbel 22 sowie am oberen Teil des Gehäuses eine Abtriebswelle 24, die zum zu betätigenden Umsteller führt. Weiterhin gezeigt sind noch die Stellungsanzeige 25, die die jeweils aktuell geschaltete Anzapfung des Umstellers darstellt, weiterhin eine Schaltschrittanzeige 26 und ein Zählwerk 27. Die Schaltschrittanzeige 26 vollführt bei jeder Umschaltung genau eine Umdrehung - analog der Nut 14 am Zahnrad 15 des Steuergetriebes - und informiert damit über den aktuellen Stand der jeweiligen Endschaltung. Hat der Zeiger dieser Schaltschrittanzeige 26 wieder seine Ausgangsposition erreicht, ist die Schaltung abgeschlossen.

Ansprüche

1. Handantrieb zur schrittweisen, leistungslosen Betätigung eines Umstellers an einem Stufentransformator,
wobei eine Antriebswelle vorgesehen ist, an der pro Umschaltung mehrere Umdrehungen manuell vollführt werden,
wobei ein Steuergetriebe vorgesehen ist, das diese Umdrehungen in genau eine Umdrehung eines Zahnrades pro Umschaltung reduziert
und wobei eine Verriegelungseinheit vorgesehen ist, derart, dass die Antriebswelle durch eine Sperrklinke, die in eine Sperrnut der Antriebswelle eingerastet ist, blockiert ist, solange keine manuelle Entriegelung durch ein äußeres drehbares Bedienteil erfolgt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verriegelungseinheit einen drehbaren inneren Schlüssel (5) aufweist, der mit dem äußeren Bedienteil (2) verbunden ist,
dass die Verriegelungseinheit weiterhin eine um eine Drehachse (9) schwenkbare Klinke (8) besitzt, dass die Klinke (8) eine Sperrklinke (13) aufweist, die mit der Sperrnut (16) der Antriebswelle (17) korrespondiert,
dass die Klinke (8) eine Sperrnocke (12) aufweist, die mit einer Nut (14) des Zahnrades des Steuergetriebes (15) korrespondiert
und dass durch Betätigung des inneren Schlüssels (5) die Klinke (8) aus der Verriegelungslage verschwenkbar ist, derart, dass Sperrklinke (13) und Sperrnocke (12) außer Eingriff mit den korrespondierenden Nuten (14, 16) gelangen.

2. Handantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Schlüssel (5) eine Nocke (6) sowie einen Sperrbolzen (7) besitzt und dass die Klinke (8) an ihrem einen freien Ende eine mit der Nocke (6) korrespondierende Nut (10) sowie eine mit dem Sperrbolzen (7) korrespondierende Sperrkontur (11) aufweist.

3. Handantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sperrklinke (13) an der Nut (10) abgewandten freien Ende der Klinke (8) angeordnet ist.

4. Handantrieb nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass am inneren Schlüssel (5) eine Feder (18) angelenkt ist, derart, dass gegen die Kraft der Feder (18) der innere Schlüssel (5) in die Entriegelungsstellung drückbar ist.

5. Handantrieb an einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Klinke (8) eine Feder (19) angelenkt ist

6. Handantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Mikroschalter (20) vorgesehen ist, der den Transformatoren-Leistungsschalter betätigt und seinerseits durch die Klinke (8), bei deren Auslenkung aus der Verriegelungslage betätigbar ist.

7. Handantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Mikroschalter (21) vorgesehen ist, der die Entriegelung elektrisch signalisiert und durch den inneren Schlüssel (5) betätigbar ist.

Claims

1. Manual drive for stepped, power-free actuation of a tap changer of a tapped transformer, wherein a drive shaft at which a plurality of revolutions for each tap change are manually executed is provided, wherein a control transmission reducing these revolutions to exactly one revolution of a gearwheel per tap change is provided and wherein a locking unit is provided in such a form that the drive shaft is blocked by a blocking pawl, which is detented in a blocking groove of the drive shaft, as long there is no manual unlocking by an external rotatable control part, characterised in that the locking unit comprises a rotatable internal key (5) connected with the external control part (2), that the locking unit additionally has a pawl (8) pivotable about an axis (9) of rotation, that the pawl (8) has a blocking pawl (13) co-operating with the blocking groove (16) of the drive shaft (17), that the pawl (8) has a blocking cam (12) co-operating with a groove (14) of the gearwheel of the control transmission (15) and that through actuation of the internal key (5) the pawl (8) is so pivotable out of the locking position that blocking pawl (13) and blocking cam (12) come out of engagement with the corresponding grooves (14, 16).

2. Manual drive according to claim 1, characterised in that the internal key (5) comprises a cam (6) as well as a blocking pin (7) and that the pawl (8) has at one free end thereof a groove (10) co-operating with the cam (6) as well as a blocking profile (11) co-operating with the blocking pin (7).

3. Manual drive according to claim 2, characterised in that the blocking pawl (13) is arranged at the free end of the pawl (8) remote from the groove (10).

4. Manual drive according to any one of claims 1 to 3, characterised in that a spring (18) is so articulated to the internal key (5) that the internal key (5) can be urged into the unlocking setting against the force of the spring (18).

5. Manual drive according to any one of claims 1 to 4, characterised in that a spring (19) is articulated to the pawl (8).

6. Manual drive according to any one of claims 1 to 5, characterised in that a microswitch (20), which actuates the transformer circuitbreaker and in turn is actuable by the pawl (8) on deflection thereof from the locking position, is provided.

7. Manual drive according to any one of claims 1 to 6, characterised in that a microswitch (21), which electrically signals the unlocking and is actuable by the internal key (5), is provided.

Revendications

1. Dispositif d'entraînement manuel pour permettre l'actionnement pas à pas sans fil d'un inverseur dans un transformateur à gradins, dans lequel il est prévu un arbre d'entrainement sur lequel plusieurs rotations sont effectuées manuellement par une commutation,
il est prévu une transmission de commande qui réduit ces rotations en exactement une seule rotation d'une roue dentée par commutation, et
il est prévu une unité de verrouillage de sorte que l'arbre d'entraînement soit bloqué par un cliquet de blocage qui est encliqueté dans une rainure de blocage de l'arbre d'entraînement tant qu'aucun déverrouillage manuel n'est effectué par une partie de manoeuvre mobile en rotation externe,
caractérisé en ce que
l'unité de verrouillage comprend une clef interne mobile en rotation (5) qui est reliée à la partie de manoeuvre externe (2),
l'unité de verrouillage comprend en outre un cliquet (8) pivotant autour d'un axe de rotation (9),
le cliquet (8) comprend un cliquet de blocage (13) qui correspond à la rainure de blocage (16) de l'arbre d'entraînement (17),
le cliquet (8) comprend une came de blocage (12) qui correspond à une rainure (14) de la roue dentée de la transmission de commande (15), et suite à l'actionnement de la clef interne (5), le cliquet (8) peut être basculé pour être extrait de sa position de verrouillage de sorte que le cliquet de blocage (13) et la came de blocage (12) soient mis hors de prise avec les rainures (14, 16) correspondantes.

2. Dispositif d'entraînement manuel conforme à la revendication 1,
caractérisé en ce que
la clef interne (5) comprend un came (6) ainsi qu'un goujon de blocage (7) et le cliquet (8) comprend, à l'une de ses extrémités libres, une rainure (10) correspondant à la came (6) ainsi qu'un contour de blocage (11) correspondant au goujon de blocage (7).

3. Dispositif d'entraînement manuel conforme à la revendication 2,
caractérisé en ce que
le cliquet de blocage (13) est situé à l'extrémité libre du cliquet (8) située à l'opposé de la rainure (10).

4. Dispositif d'entraînement manuel conforme à l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
sur la clef interne (5) est articulé un ressort (18) de sorte que la clef interne (5) puisse être poussée dans la position de déverrouillage contre la force de ce ressort (18).

5. Dispositif d'entraînement manuel conforme à l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'
un ressort (19) est articulé sur le cliquet (8).

6. Dispositif d'entrainement manuel conforme à l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce qu'
il est prévu un micro-commutateur (20) qui actionne le commutateur de puissance des transformateurs et peut quant à lui être actionné par le cliquet (8) lors de son pivotement pour être extrait de la position de verrouillage.

7. Dispositif d'entraînement manuel conforme à l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'
il est prévu un micro-commutateur (21) qui signale électriquement le déverrouillage et peut être actionné par la clef interne (5).

Zeichnung