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Die
Erfindung betrifft einen Handantrieb zur schrittweisen leistungslosen
Betätigung
eines Umstellers an einem Stufentransformator.
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Ein
solcher Handantrieb ist aus der Druckschrift der Anmelderin „Handantrieb
MR 404” bereits bekannt.
Er besitzt ein Lastgetriebe für
eine einsteckbare Handkurbel sowie ein Steuergetriebe für eine Stellungsanzeige
und eine Antriebsblockierung.
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Die
Stellungsanzeige wird dabei durch eine sich hinter einem Schauglas
befindliche und von außen
ablesbare Nummernscheibe realisiert.
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Das
Steuergetriebe besitzt bei diesem bekannten Handantrieb eine eigene
Getriebegruppe ausschließlich
für diese
Stellungsanzeige, bestehend aus einer Malteserkurbel eines Nockenrades,
einem Malteserrad, vier darauf folgenden Zahnrädern und schließlich der
erwähnten
Nummernscheibe.
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Aus
der
DE 35 41 888 A1 ist
ein weiterer Handantrieb für
Umsteller von Stufentransformatoren bekannt, der eine mittels Handkurbel
betätigbare
Antriebswelle und eine mit der Umstellerwelle koppelbare Abtriebswelle
aufweist, die pro Schaltschritt eine Umdrehung ausführt. Dieser
Handantrieb enthält
in einem Gehäuse
ein zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle liegendes Übersetzungsgetriebe
und eine mittels eines Sichtfensters zu beobachtende Schaltstellungsanzeige,
die ihrerseits eine Ziffernscheibe besitzt, die in gleichmäßiger Aufteilung
eine der Zahl der Schaltstellungen entsprechende Ziffernfolge trägt. Die
Ziffernscheibe ist hier unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden;
ferner ist mit der Abtriebswelle eine zwischen Sichtfenster und
Ziffernscheibe liegende Abdeckscheibe gekoppelt, die eine Aussparung
besitzt, so dass sie nur in der Ruhestellung des Umstellers das
Sichtfenster freigibt.
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Es
liegt auf der Hand, dass eine solche Stellungsanzeige durch derart
viele notwendige Getriebebauteile außerordentlich kompliziert ist.
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Ein
weiterer Nachteil des bekannten Handantriebes besteht darin, dass
keine mechanische Endstellungsbegrenzung vorgesehen ist, die ein Überfahren
der jeweiligen Endposition des zu betätigenden Umstellers mit mechanischen
Mitteln nicht erst im Umsteller selbst, sondern bereits im Handantrieb
verhindert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es demnach, einen Handantrieb der eingangs genannten
Art anzugeben, der eine einfache und leicht wahrnehmbare Stellungsanzeige
einerseits und eine einfache mechanische, dennoch zuverlässige Endstellungsbegrenzung
andererseits aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Handantrieb mit den Merkmalen des ersten
Patentanspruchs gelöst.
Die Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
allgemeine erfinderische Idee besteht darin, ohnehin notwendige
Bauteile einer verbesserten und optisch leichter wahrnehmbaren Stellungsanzeige
gleichzeitig für
eine mechanische Endstellungsbegrenzung mit zu verwenden. Dies reduziert die
Zahl der notwendigen Bauteile. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, dass diese Endstellungsbegrenzung auf einfache Weise
an unterschiedliche Gesamtstellungszahlen des Handantriebes angepasst
werden kann.
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Aus
der
WO 98/38662 ist
eine Stellungsanzeige eines Motorantriebes zur Betätigung eines
Stufenschalters bekannt, die auf einer Anzeigeplatine zwei Skalen
aufweist. Auf der ersten Skala sind Symbole angeordnet, die den
einzelnen Schaltschritten zugeordnet sind, die bei einer Umschaltung von
einer Betriebsstellung in eine benachbarte andere Betriebsstellung
des Stufenschalters durchlaufen werden. Diese erste Skala wird von
einem ersten Zeiger überstrichen.
Weiterhin ist eine zweite Skala vorgesehen, auf der Symbole angeordnet
sind, die den einzelnen Betriebsstellungen zugeordnet sind. Diese Skala
korrespondiert mit einem zweiten Zeiger, der sich jeweils bei einer
Umschaltung um den Winkel zwischen zwei benachbarten Betriebsstellungssymbolen
dreht. Unterhalb der Anzeigeplatine ist ein Anzeigegetriebe vorgesehen,
das derart ausgebildet ist, dass bei einer Umschaltung der erste
Zeiger drehrichtungsabhängig
um 360 Grad gedreht wird und der zweite Zeiger drehrichtungsabhängig um
den beschriebenen Winkel zwischen zwei benachbarten Symbolen auf
der zweiten Skala gedreht wird.
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Bei
der Erfindung wird diese für
Motorantriebe an Stufenschaltern bekannte Stellungsanzeige für einen
Handantrieb eines Umstellers abgewandelt und mit zusätzlichen
Mitteln zur mechanischen Endstellungsbegrenzung weiter entwickelt.
Damit ist auf besonders vorteilhafte Weise eine Bauteilreduzierung
und ein insgesamt einfacher Aufbau des Handantriebes möglich.
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Die
Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen beispielhaft
noch näher
erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
Teil des Handantriebes mit einer Endstellungssperre
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2 bis 4 verschiedene
Stellungen der Endstellungssperre beim Erreichen einer Endposition
des Handantriebes
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5 wichtige
Bauteile der Endstellungssperre in schematischer perspektivischer
Darstellung
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6 einen
Teil des erfindungsgemäßen Handantriebes
von der gegenüber 5 gesehen entgegengesetzten
Seite; ebenfalls in schematischer, perspektivischer Darstellung.
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Zunächst soll
der in 1 dargestellte Aufbau der erfindungsgemäßen Endstellungssperre
eines Handantriebes näher
erläutert
werden.
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Der
Handantrieb besitzt eine Handwelle
1, die durch eine einsteckbare,
nicht dargestellte Handkurbel gedreht werden kann. Dabei entsprechen
hier 8 Umdrehungen der Handkurbel und damit der Handwelle
1 einer
vollständigen
Umschaltung. Fest mit der Handwelle
1 verbunden ist ein
Endanschlag
2, der später
noch näher
erläutert
werden wird. Die Handwelle
1 wirkt auf ein Anzeigegetriebe
3,
dieses wiederum auf ein Stellungsanzeigerad
4. Das Anzeigegetriebe
3 ist
derart dimensioniert, dass bei jeder vollständigen Betätigung des Handantriebes, d.
h. Umschaltung zwischen zwei benachbarten Positionen des zugehörigen Umstellers,
sich das Stellungsanzeigerad
4 um einen bestimmten Winkel
dreht. Dieser Winkel entspricht dem Abstand zwischen zwei benachbarten
Stellungssymbolen auf einer nicht dargestellten Anzeigeplatine.
Die Stellungssymbole werden durch einen Zeiger überstrichen, der fest mit dem Stellungsanzeigerad
4 verbunden
ist, hier allerdings nicht dargestellt ist. Damit wird durch den
Zeiger die jeweilige aktuelle Betriebsstellung angezeigt, wie dies
bereits aus der
WO 98/38662 bekannt
ist. Auf einem konzentrischen Kreis auf dem Stellungsanzeigerad
4 befinden
sich ferner Aufnahmebohrungen
5, die im gleichen Winkel
zueinander angeordnet sind, der dem Drehwinkel des Stellungsanzeigerades
4 und
damit des mit ihm verbundenen Zeigers bei einer Umschaltung entspricht.
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An
einer nicht dargestellten Halterung befindet sich im Handantrieb
weiterhin eine feste Federaufhängung 6,
an der eine Feder 7 angelenkt ist. An ihrem anderen freien
Ende ist die Feder 7 an einem Auslöseblech 8 angelenkt,
das wiederum auf eine drehbare Sperrgabelwelle 9 wirkt,
an der eine Sperrgabel 10 drehfest befestigt ist. In der 1 sind
weiterhin zwei Auslösebolzen 11, 12 gezeigt,
die den Endstellungen entsprechen, die der Handantrieb erreichen
kann. Das Auslöseblech 8 ist
derart angeordnet, dass es von den vorbei geführten Auslösebolzen 11, 12 getroffen
wird und, je nach Drehrichtung des auftreffenden Auslösebolzens 11 oder 12,
seitlich ausgelenkt wird. Der Endanschlag 2 besitzt eine
Endanschlagkontur 13, die weiter unten noch näher erläutert werden
wird. Die Sperrgabel 10 ihrerseits besitzt eine mit der
Endanschlagkontur 13 korrespondierende Sperrkontur 14.
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Die
Drehung der Handwelle
1 bewirkt demnach eine Drehung des
Stellungsanzeigerades
4. Dabei wird, wie erläutert, die
Drehbewegung der Handwelle
1 über ein Anzeigegetriebe
3 in
einen beliebigen Drehwinkel pro Schaltung reduziert. Dieser Drehwinkel
pro Schaltung wird über
den Zeiger, der mit dem Stellungsanzeigerad
4 verbunden
ist, auf eine Anzeige der aktuellen Betriebsstellung, in der sich
der Umsteller gerade befindet, übertragen.
Dazu überstreicht
der Zeiger eine feststehende Skala, so wie dies aus der
WO 98/38662 bereits bekannt
ist.
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Die
Aufnahmebohrungen 5, die zur Aufnahme der Auslösebolzen 11 für die Endstellungssperre dienen,
sind, wie erläutert,
in diesen Drehwinkelabständen
angeordnet. Dadurch können
von dem Auslösebolzen 11 entsprechende
Informationen abgegriffen werden, die mit der jeweiligen Betriebsstellung des
Umstellers in Verbindung gebracht werden. Bei der Erfindung werden
diese Auslösebolzen 11 zur
Ermittlung der Endstellung benutzt. Dazu sind jeweils diejenigen
Ausnahmebohrungen 5 mit entsprechenden Auslösebolzen 11, 12 versehen,
die einer Betriebsstellung entsprechen, die genau eine Stellung mehr
ist, als die zuletzt mögliche
Betriebsstellung des Umstellers. Mit anderen Worten: Die Auslösebolzen 11, 12 sind
derart positioniert, dass sie sich an beiden Winkelbereichen links
und rechts der jeweils schaltbaren Endpositionen des jeweiligen
Umstellers befinden und damit den Schaltbereich beidseitig begrenzen.
Die Zahl der möglichen
Stellungen des Umstellers und damit die Positionierung der Auslösebolzen 11, 12 hängt von
der jeweiligen Bauart des Umstellers ab. Durch die Anordnung von
Aufnahmebohrungen 5 im jeweiligen Winkelabstand auf einem
konzentrischen, vollständigen
Kreis auf dem Stellungsrad 4 ist auf einfache Weise eine
Anpassung des Handantriebes auf den jeweiligen Umsteller, mit dem er
zusammenwirken soll, sowie dessen mögliche Stellungszahl gegeben.
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2 zeigt
die letztmögliche
Betriebsstellung des Umstellers. In dieser Stellung befindet sich die
Endstellungssperre in der gezeigten Lage. Die Sperrgabel 10 ist
noch in Neutralposition, in der sie durch die Feder 7 fixiert
ist; der Auslösebolzen 11 berührt das
Auslöseblech 8 nicht.
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3 zeigt
die Endstellungsbegrenzung in einer Lage, in der versucht wird, über die
letztmögliche
Position, d. h. die Endstellung weiterzuschalten. Hier ist der Zustand
bei einer halben Handkurbelumdrehung gezeigt; dies entspricht 1/16
Schaltung. Es ist zu sehen, dass der Auslösebolzen 11 jetzt
das Auslöseblech 8 berührt. Damit
wird die Sperrgabel 10 gegen die Kraft der Feder 7 aus
ihrer Neutrallage nach links ausgelenkt. Der Endanschlag 2 kann
in dieser Lage gerade noch an der Sperrgabel 10 vorbei sich
bewegen.
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4 zeigt
die Situation bei fortgesetzter Weiterdrehung über die letztmögliche Endstellung
hinaus, hier bei 1 1/4 Handkurbelumdrehung, dies entspricht 5/32
Schaltung. Der Auslösebolzen 11 drückt jetzt
das Auslöseblech 8 und
damit die Sperrgabel 10 noch weiter aus ihrer Neutrallage
nach links. Der Endanschlag 2 kommt damit mit seiner Endanschlagkontur 13 nicht
mehr an der Sperrgabel 10 vorbei. Die Endstellungsblockierung
ist aktiv; durch die formschlüssige
Verriegelung der Sperrgabel 10 mit der Endanschlagkontur 13 des
Endanschlages 2 ist ein Weiterdrehen in dieser Richtung
nicht möglich.
Nur durch Drehen der Handkurbel in der entgegengesetzten Richtung,
also aus der Endstellung des Umstellers heraus in dessen regulären Schaltbereich,
ist ein selbsttätiges
Entsperren des Handantriebes möglich.
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5 zeigt
noch einmal in schematischer Darstellung das Zusammenwirken der
Auslösebolzen 11, 12,
des Auslösebleches 8 mit
der festverbundenen Sperrgabel 10 mit ihrer Sperrkontur 14 und des
Endanschlages 2 mit seiner Endanschlagkontur 13.
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6 zeigt
den erfinderischen Handantrieb von der anderen Seite, ebenfalls
in perspektivischer Darstellung. Hier ist noch der früher bereits
erwähnte Zeiger 15 dargestellt,
der fest mit dem Stellungsanzeigerad 4 verbunden ist. Die
unter dem Zeiger 15 liegende Anzeigeplatine mit den einzelnen,
den möglichen
Betriebsstellungen entsprechenden Symbolen, die überstrichen werden können, ist
nicht dargestellt. Wichtig ist, dies wurde bereits weiter oben erläutert, dass
sich der Zeiger 15 bei jeder Umschaltung um einen bestimmten
Winkel dreht, der dem Abstand zwischen zwei benachbarten Stellungssymbolen
entspricht.
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In
besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist noch ein
Schaltüberwachungssegment 16 vorgesehen,
das in weiteren Aufnahmebohrungen 17 auf einem weiteren
Teilkreis des Stellungsanzeigerades 4 befestigt ist. Die
Stirnseite des Schaltüberwachungssegmentes 16 trägt Nocken,
die die gleiche Teilung wie die Anzeigesymbole besitzen. Diese Nocken
korrespondieren auf an sich bekannte Weise mit einem elektrischen
Schalter 18 und dienen gemeinsam mit diesem zur elektrischen
Schaltüberwachung.
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Analog
der wahlweisen Positionierung der Auslösebolzen 11, 12,
abhängig
von der konkreten Bauform des zu betätigenden Umstellers, ist auch das
Schaltüberwachungssegment
derartig flexibel angeordnet. Auch die Positionierung des Schaltüberwachungssegmentes 16 ist
abhängig
von der Stufenzahl des Umstellers. Es ist dabei derart dimensioniert,
dass für
jede mögliche
Schaltstellung eine charakteristische Teilkontur, d. h. ein Nocken
oder ein Nockental, auf der Stirnseite vorgesehen ist.
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Insgesamt
bietet der erfindungsgemäße Handantrieb
eine Reihe von Vorteilen. Es ist ein Stellungsanzeigerad 4 vorhanden,
das auf von Stufenschaltern bereits bekannte Weise zur optisch gut wahrnehmbaren
Stellungsanzeige mittels eines Zeigers 15 dient. Dieses
Stellungsanzeigerad 4 wird bei der Erfindung auch gleichzeitig
als Bestandteil der mechanischen Endstellungsbegrenzung verwendet. Auf
besonders vorteilhafte Weise kann es weiterhin auch als Bestandteil
der elektrischen Schaltüberwachung
Anwendung finden.
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Es
erfolgt also eine Mehrfachnutzung des Stellungsanzeigerades 4;
dies ergibt eine einfache Konstruktion mit wenig Bauteilen. Ferner
ist eine einfache Anpassung aller Funktionen an den entsprechenden
Umsteller, der betätigt
werden soll, möglich. Diese
Anpassung betrifft sowohl die Zahl der möglichen Schaltstellungen des
Umstellers als auch die Zahl der erforderlichen Umdrehungen der
Handkurbel für
eine Umschaltung. Schließlich
ist auch eine ebenso einfache Anpassung an unterschiedliche Teilungen
der Stellungsanzeige, d. h. unterschiedliche Winkelabstände zwischen
benachbarten Stellungssymbolen, möglich.
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- 1
- Handwelle
- 2
- Endanschlag
- 3
- Anzeigegetriebe
- 4
- Stellungsanzeigerad
- 5
- Aufnahmebohrung
- 6
- Federaufhängung
- 7
- Feder
- 8
- Auslöseblech
- 9
- Sperrgabelwelle
- 10
- Sperrgabel
- 11
- Auslösebolzen
- 12
- Auslösebolzen
- 13
- Endanschlagkontur
- 14
- Sperrkontur
- 15
- Zeiger
- 16
- Schaltüberwachungssegment
- 17
- Bohrungen
- 18
- elektrischer
Schalter