ANTRIEBSVORRICHTUNG MIT EINER SPERRVORRICHTUNG GEGEN EIN ZURÜCKPRELLEN DER SCHALTWELLE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle, die einerseits über Kniehebel durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschaltsinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle aus ihrer Endlage beim Ausschalten eine mechanische Sperrvorrichtung vorgesehen ist.

[0002] Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist durch die US-A-4 468 533 bekannt geworden. Die Sperrvorrichtung umfaßt dabei einen hakenartigen Hebel, dessen hakenartiger Bereich beim Ausschalten in die Nähe eines ortsfesten Bolzens gelangt und diesen übergreift. Der an einem auf der Schaltwelle sitzenden Hebel gelagerte hakenartige Hebel ist mit einer Rückstellfeder beaufschlagt, die den hakenartigen Hebel wieder zurückzieht und die normale Bewegbarkeit der Schaltwelle wieder herstellt.

[0003] Das Prellen der Schaltwelle beim Erreichen der Ausschaltstellung ist von einer Reihe unterschiedlicher Faktoren abhängig. Von Bedeutung sind in diesem Zusammenhang nicht nur die mechanischen Eigenschaften der bewegten Teile, d. h. ihre Masse, ihre durch die auftretenden Kräfte bewirkte elastische Verformung und ihre Geschwindigkeit, sondern auch der jeweils von den Schaltkontakten des Leistungsschalters zu unterbrechende Strom, von dem eine elektrodynamische Wirkung auf die bewegten Teile ausgeht. Daher bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die erwähnte Sperrvorrichtung so auszubilden, daß sie das Prellen im gesamten Leistungsbereich eines Leistungsschalters, d. h. von normalen Betriebsströmen bis zu den größten Kurzschlußströmen beherrscht. Beispielsweise kann eine Sperrvorrichtung der genannten Art bei einem bestimmten Schaltstrom wirksam sein, dagegen weder bei einem niedrigeren noch bei einem höheren Strom. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ungeachtet der Stärke des Schaltvorganges wirksam ist.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der Schaltwelle wenigstens ein Fangarm befestigt ist und daß der Greifer um ein ortsfestes Lager schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm eine Arbeitsfläche zur Beaufschlagung des Greifers im Sinne einer Erfassung des Fangarmes besitzt. Diese Anordnung ist unabhängig von den auf der Schaltwelle sitzenden Hebeln verwendbar, durch welche die Antriebskräfte in die Schaltwelle eingeleitet und von dieser weitergeleitet werden. Daher ist die durch den Greifer gebildete Sperrvorrichtung an einer geeigneten Stelle anzubringen und bei geeigneter Dimensionierung ggfs. auch mehrfach anwendbar.

[0005] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Greifer einen einseitig offenen Hohlraum mit einer dem Fangarm angepaßten bogenförmigen Außenwand ausgebildet sein und eine Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer kann wesentlich größer bemessen sein, als dies zur Sperrung der Schaltwelle gegen Zurückdrehen erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Arbeitsbereich der Sperrvorrichtung erheblich erweitert, weil der Greifer den Fangarm unterschiedlich weit übergreifen kann, ohne daß es zu einem Anschlag in einer Endstellung kommt, was die Wirksamkeit der Vorrichtung beeinträchtigen könnte.

[0006] Der Hohlraum des Greifers kann eine bogenförmige Endwand aufweisen, während der Fangarm eine gerade Endkante besitzt. Hierdurch wird erreicht, daß eine Reflexion des Greifers durch Prellen auch dann unterbleibt, wenn die Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer vollständig durchlaufen wird und der Greifer mit der Endfläche seines Hohlraumes gegen das Ende des Fangarmes stößt.

[0007] Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Erweiterung des Arbeitsbereiches der Sperrvorrichtung können an der Schaltwelle zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm und Greifer angeordnet und die Rückstellfedern der beiden Greifer können unterschiedlich stark bemessen sein.

[0008] Für die Wirksamkeit der beschriebenen Sperrvorrichtung ist es günstig, wenn der Fangarm nahe einem möglichst tragfähigen Lager abgestützt ist. Dies kann insbesondere bei der Anordnung mit zwei Fangarmen und Greifern dadurch erreicht werden, daß die beiden Greifer symmetrisch zu zwei Tragplatten angeordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle befinden. Hierbei können die Greifer an einem die Tragplatten verbindenden, über die Tragplatten überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle bildenden Tragbolzen gelagert sein.

[0009] Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0010] Die Figur 1 zeigt eine Schaltwelle eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit angrenzenden Teilen einer Antriebsvorrichtung mit zwei Sperrvorrichtungen gegen ein Prellen der Schaltwelle.

[0011] In der Figur 2 ist in einem gegenüber der Figur 1 größeren Maßstab eine der Sperrvorrichtungen in einer Seitenansicht dargestellt.

[0012] Die in den Figuren gezeigte Schaltwelle 1 ist an zwei Tragplatten 2 und 3 gelagert, die parallel zueinander und starr miteinander verbunden angeordnet sind. Die Tragplatten 2 und 3 nehmen zwischen sich eine Hebelanordnung auf, zu der insbesondere eine Antriebskraft auf die Schaltwelle übertragende Kniehebel 4 gehören. Ein zwischen den Tragplatten 2 und 3 angeordneter, in den Figuren nicht sichtbarer Federspeicher ist durch einen seitlich der Tragplatte 3 angeordneten Handhebel 5 spannbar. Die zur Verklinkung des Federspeichers in gespanntem Zustand sowie zur Übertragung der Federkraft auf die Schaltwelle und von dort zu den Schaltkontakten dienenden Teile sind bei Niederspannungs-Leistungsschaltern allgemein bekannt und werden daher im vorliegenden Zusammenhang nicht näher beschrieben.

[0013] Als Sperrvorrichtung gegen ein Zurückdrehen der Schaltwelle 1 in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontakte, nachdem die Schaltwelle im Zuge des Ausschaltens ihre Endstellung erreicht hat, sind zwei Sperrvorrichtungen vorgesehen, die als Ganzes mit 6 bezeichnet und symmetrisch zu den Tragplatten 2 und 3 angeordnet sind. Jede der Sperrvorrichtungen 6 umfaßt einen auf der Schaltwelle 1 sitzenden Fangarm 7 mit einer aus der Figur 2 ersichtlichen Form. Ferner gehört zu jeder der Sperrvorrichtungen 6 ein Greifer 10, dessen Gestalt gleichfalls näher aus der Figur 2 hervorgeht. Wie man erkennt, weist der Fangarm 7 eine bogenförmige Kontur mit einer im wesentlichen geraden Endkante 11 auf. Auf dem überstehenden Endteil 12 eines die Tragplatten 2 und 3 verbindenden Tragbolzens 13 ist der Greifer 10 schwenkbar gelagert. Als Rückstellfeder 14 dient eine Drahtbiegefeder, deren einer Schenkel 15 an der Schaltwelle 1 und deren anderer Schenkel 16 an dem Greifer 10 anliegt, wobei die Windungen gleichfalls den überstehenden Endteil 12 des Tragbolzens 13 umschließen. Der Greifer 10 besitzt einen einseitig offenen Hohlraum 17 mit einer bogenförmigen Außenwand 20, die der Kontur des Fangarmes 7 angepaßt ist. Unterschiedlich ist jedoch eine bogenförmige Endwand 21 des Hohlraumes 17, die eine flächenhafte Berührung des Endes des Fangarmes 7 mit dem Greifer 10 ausschließt.

[0014] Der Fangarm 7 besitzt ferner eine Arbeitsfläche 22, die mit einem dem Hohlraum 17 bezüglich der Schwenkachse des Greifers 10 gegenüberliegenden Fortsatz 23 zusammenwirkt.

[0015] In der Figur 2 ist die Sperrvorrichtung im Ruhezustand dargestellt, in welcher die Schaltwelle 1 zwischen ihren Endstellungen beliebig drehbar ist. Beim Ausschalten führt die Schaltwelle 1 eine Drehung in Richtung des in der Figur 2 gezeigten Pfeiles 24 aus. Dabei trifft die Arbeitsfläche 22 des Fangarmes 7 gegen den Fortsatz 23 des Greifers 10 und veranlaßt den Greifer 10 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14 zu einer Schwenkung entgegen dem Drehsinn der Schaltwelle 1. Somit bewegen sich die Endkante 11 und der Hohlraum 17 aufeinander zu. Je nach der Stärke des Aufschlages der Arbeitsfläche 22 auf den Fortsatz 23 übergreift der Greifer 10 mit seinem Hohlraum 17 den Fangarm 7 unterschiedlich weit. Sobald eine gewisse Überdeckung zwischen diesen Teilen erreicht ist, kann die Schaltwelle 1 nicht zurückprellen. Erst nach dem Abklingen des Prellvorganges kehrt der Greifer 10 in die dargestellte Ausgangslage zurück und gibt den Fangarm 7 wieder frei. Dieser Vorgang ist in einem beträchtlichen Bereich von Kräften wirksam, denen die Schaltwelle bei den unterschiedlichen Schaltvorgängen ausgesetzt ist. Dabei bleibt der Greifer 10 stets eine gewisse Zeit im Eingriff mit dem Fangarm 7, weil ein radiales Zusammenstoßen des Fangarmes 7 und des Greifers 10 in der Regel nicht stattfindet und somit der Greifer 10 nicht vorzeitig durch Prellen zurückgeworfen werden kann. Selbst dann, wenn bei einem besonders heftigen Aufprall die Endkante 11 des Fangarmes 7 zur Anlage an der Endwand 21 gelangt, führt dies nicht zu einem Zurückprellen, weil aufgrund der gewählten Form der Teile überwiegend in Richtung der Lagerung des Greifers 10 wirkende Stoßkräfte entstehen.

[0016] Wie bereits erwähnt, ist zu beiden Seiten der Tragplatten 2 und 3 je ein Fangarm 7 und ein Greifer 10 angeordnet. Unterschiedlich ist lediglich die Stärke der Rückstellfeder 14, wodurch die eine der Vorrichtungen bei geringeren und die andere Vorrichtung bei größeren Geschwindigkeiten des Ausschaltvorganges wirksam ist.

Ansprüche

1. Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle (1), die einerseits über Kniehebel (4) durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschaltsinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle (1) aus ihrer Endlage beim Ausschalten ein durch eine Rückstellfeder (14) beaufschlagter Greifer (10) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltwelle (1) wenigstens ein Fangarm (7) befestigt ist und daß der Greifer (10) um ein ortsfestes Lager (12) schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm (7) eine Arbeitsfläche (22) zur Beaufschlagung des Greifers (10) im Sinne einer Erfassung des Fangarmes (7) besitzt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (10) einen einseitig offenen Hohlraum (17) mit einer dem Fangarm (7) angepaßten bogenförmigen Außenwand (20) ausgebildet ist und daß eine Übderdeckung zwischen dem Fangarm (7) und dem Greifer (10) wesentlich größer bemessen ist, als dies zur Sperrung der Schaltwelle (1) gegen Zurückdrehen erforderlich ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (17) des Greifers (10) eine bogenförmige Endwand (21) aufweist und daß der Fangarm (7) eine gerade Endkante (11) besitzt.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltwelle (1) zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm (7) und Greifer (10) angeordnet sind und daß die Rückstellfedern (14) der beiden Greifer (10) unterschiedlich stark bemessen sind.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (10) symmetrrisch zu zwei Tragplatten (2, 3) angeordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel (4) aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle (1) befinden.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (10) an einem die Tragplatten (2, 3) verbindenden, über die Tragplatten (2, 3) überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle (1) bildenden Tragbolzen (13) gelagert sind.

Claims

1. Driving arrangement of a circuit-breaker having a switch shaft (1) which is common to a plurality of poles and upon which, on the one hand, by way of toggle levers (4) a spring energy store can act in the closing direction and, on the other hand, opening forces on the pole side can act in the opening direction, with a gripper (10), upon which a restoring spring (14) acts, being provided as protection against a rebound of the switch shaft (1) out of its end position during the opening operation, characterised in that at least one detent arm (7) is secured to the switch shaft (1), and in that the gripper (10) is arranged so that it can be swung about a fixed bearing (12), with the detent arm (7) having a working face (22) for acting upon the gripper (10) for the purpose of catching the detent arm (7).

2. Driving arrangement according to claim 1,
characterised in that the gripper (10) is formed with a hollow space (17) that is open on one side and has a curved outer wall (20) which is adapted to match the detent arm (7), and in that the degree of coverage or an overlap between the detent arm (7) and the gripper (10) is substantially greater in terms of dimensions than that which is required to block the switch shaft (1) to prevent it from turning back.

3. Driving arrangement according to claim 2,
characterised in that the hollow space (17) of the gripper (10) has a curved end wall (21), and in that the detent arm (7) has a straight end edge (11).

4. Driving arrangement according to one of the preceding claims, characterised in that two similar arrangements consisting of a detent arm (7) and a gripper (10) are arranged on the switch shaft (1), and in that the restoring springs (14) of the two grippers (10) are dimensioned so as to be of different strengths.

5. Driving arrangement according to claim 4,
characterised in that the two grippers (10) are arranged symmetrically in relation to two supporting plates (2, 3) which accommodate the toggle levers (4) between them and on which shaft bearings are located for the switch shaft (1).

6. Driving arrangement according to claim 5,
characterised in that the grippers (10) are mounted on a supporting pin (13) which connects the supporting plates (2, 3), projects out over the supporting plates (2, 3) and at the same time forms a stop for the open position of the switch shaft (1).

Revendications

1. Dispositif d'entraînement d'un disjoncteur comportant un arbre (1) de commande commun à plusieurs pôles, qui est peut-être soumis, d'une part, dans le sens de fermeture, par l'intermédiaire de leviers (4) coudés, à l'action d'un ressort accumulateur et, d'autre part, dans le sens d'ouverture, à des forces d'ouverture du côté des pôles, une griffe (10) soumise à l'action d'un ressort (14) de rappel étant prévue pour empêcher l'arbre (1) de commande de rebondir de sa position d'extrémité lors de l'ouverture, caractérisé en ce qu'il est fixé sur l'arbre (1) de commande au moins un bras (7) d'arrêt et en ce que la griffe (10) est montée pivotante par rapport à un palier (12) monté fixe, le bras (7) d'arrêt comportant une surface (22) active servant à soumettre la griffe (10) à une charge en vue de saisir le bras (7) d'arrêt.

2. Dispositif d'entraînement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la griffe (10) est réalisée en une cavité (17) ouverte d'un seul côté, comportant une paroi (20) extérieure en forme d'arc adaptée au bras (7) d'arrêt, et en ce qu'il est prévu un recouvrement du bras (7) d'arrêt et de la griffe (10) sensiblement plus grand que ce qui est nécessaire pour empêcher l'arbre (1) de commande de rebondir.

3. Dispositif d'entraînement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité (17) de la griffe (10) comporte une paroi (21) d'extrémité en forme d'arc et en ce que le bras (7) d'arrêt a un bord (11) d'extrémité droit.

4. Dispositif d'entraînement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté sur l'arbre (1) de commande deux dispositifs identiques, constitués d'un bras (7) d'arrêt et d'une griffe (10), et en ce qu'il est prévu des dimensions fortement différentes des ressorts (14) de rappel des deux griffes (10).

5. Dispositif d'entraînement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les deux griffes (10) sont montées symétriquement par rapport à deux plateaux (2,3) de support qui reçoivent les leviers (4) coudés et sur lesquels se trouvent les paliers d'arbre destinés à l'arbre (1) de commande.

6. Dispositif d'entraînement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les griffes (10) sont montées sur un axe (13) de support reliant les plateaux (2,3) de support, dépassant des plateaux (2,3) de support et formant en même temps une butée pour la position d'ouverture de l'arbre (1) de commande.

Zeichnung