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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Fixierung eines Leistungsschalters in einem Einschubrahmen mit
einem Mittel zum Bewegen des Leistungsschalters relativ zum Einschubrahmen
und mindestens einem dem Einschubrahmen zugeordneten Arretierungsmittel
für den
Leistungsschalter, welches zur Verlagerung aus einer Verriegelungsposition
in eine Entriegelungsposition oder umgekehrt mit einer am Einschubrahmen
beweglich angeordneten Steuerstange verbunden ist.
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Einen in einen Einschubrahmen verfahrbaren
Leistungsschalter zeigt beispielsweise die
DE 35 44 227 A1 . In ähnlicher
Weise sind auch Hochspannungs-Leistungsschalter im Mittelspannungsbereich verfahrbar,
indem sie auf einem Fahrwagen platziert werden, der über einen
Kurbelantrieb bewegt werden kann, siehe z.B. die
DE 100 06 427 C2 .
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Leistungsschalter, welche in einem
Einschubrahmen eingeschoben werden können, müssen insbesondere bei sehr
hohen Kurzschlussströmen
in dem Einschubrahmen fixiert werden können, um die Funktionssicherheit
während
des Betriebes des Leistungsschalters gewährleisten zu können. Infolge
der Strombahnanordnung im Leistungsschalter entstehen Kräfte, die
ein Drehmoment um die Einfahrwelle erzeugen und so den Leistungsschalter ohne
eine ausreichende Fixierung aus dem Einschubrahmen drücken würden. Dadurch
würde sich die Überdeckung
der Einfahrmesser des Leistungsschalters in den Trennkontaktsystemen
des Einschubrahmens verringern beziehungsweise aufheben. Durch eine
hiermit verbundene Lichtbogenbildung kann es zum Ausfall oder zur
Zerstörung
des Gerätes
kommen.
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Um den Leistungsschalter sicher im
Einschubrahmen fixieren zu können,
ist es bekannt, den Leistungsschalter mittels einer Verriegelungsvorrichtung
in dem Einschubrahmen zu verriegeln. Hierbei sind Haltesysteme bekannt,
die über
relativ kurze Hebelarme den Leistungsschalter arretieren. Bei großer Krafteinleitung
neigt der Leistungsschalter demnach zu Kippbewegungen, so dass die
erwähnten
Nachteile eintreten.
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Aus
DE 92 12 149 U1 ist auch eine Einrichtung
zur Fixierung eines mit einer Trennplatte versehenen Leistungsschalters
bekannt, bei der ein am Einbaurahmen befestigter Sperrhebel von
Hand in eine Ver- oder Entriegelungsposition gebracht werden kann
und den Leistungsschalter in der Verriegelungsposition über einen
Arretierungshaken fixiert. Der Arretierungshaken verhindert eine
mögliche Kippbewegung
des Leistungsschalters.
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Eine analoge Arretierung für einen
mit Mitteln zum Einfahren des Leistungsschalters ausgerüsteten Einschubrahmens
sollte jedoch nicht von Hand bedient werden müssen, was dann die Gefahr bergen würde, dass
die Arretierung vergessen wird.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zur Fixierung eines Leistungsschalters
in einem Einschubrahmen zu schaffen, welche den Leistungsschalter
im Einschubrahmen auch bei sehr hohen Kräften sicher fixiert und die
beim Einfahren des Leistungsschalters in den Einschubrahmen selbsttätig, das
heißt
ohne weiteres Zutun einer Bedienperson wirkt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine
Vorrichtung zur Fixierung eines Leistungsschalters in einem Einschubrahmen
mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dazu wirkt die Steuerstange
mit dem Mittel zum Bewegen des Leistungsschalters relativ zum Einschubrahmen
zusammen, und die Vorrichtung umfasst ein Freigabemittel, welches
mittels der Bewegung des Leistungsschalters von einer Sperrposition
für die
Steuerstange in eine Freigabeposition für die Steuerstange oder umgekehrt
so verlagerbar ist, dass das Arretierungsmittel beim Ein- und Ausfahren
des Leistungsschalters in den Einschubrahmen in die Entriegelungsposition bewegt
und die Steuerstange durch das Freigabemittel in Sperrposition gehalten
wird und beim Einfahren des Leistungsschalters in den Einschubrahmen
von dem Sperrmittel erst kurz vor der eingefahrenen Stellung des
Leistungsschalters die Freigabeposition für die Steuerstange zur Auslösung der
Bewegung des Arretierungsmittels in die Verriegelungsposition eingenommen
wird.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Fixierung eines Leistungsschalters in einem Einschubrahmen wird
vorteilhaft erreicht, dass der Leistungsschalter in einfacher Weise
sicher arretierbar ist. Dadurch, dass diese Vorrichtung mit einem
Mittel zum Bewegen des Leistungsschalters relativ zum Einschubrahmen
zusammenwirkt, ist insbesondere vorteilhaft, die Fixierung des Leistungsschalters
infolge des Bewegens des Leistungsschalters in den Einschubrahmen
zu bewirken und weiterhin die Entriegelung des Leistungsschalters
durch das Herausbewegen des Leistungsschalters aus dem Einschubrahmen
zu bewirken. Dadurch sind keine zusätzlichen Handlungen einer Bedienperson
zur Fixierung des Leistungsschalters notwendig. Dies ist unter anderem
deshalb wünschenswert,
da das zusätzliche Verriegeln
des Leistungsschalters vergessen oder fehlerhaft vorgenommen werden
könnte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Arretierungsmittel hakenförmig ausgebildet. Weiterhin
ist das Arretierungsmittel vorteilhafterweise am Einschubrahmen
drehbar gelagert und in einem am Leistungsschalter arretierten Aufsatz
eingreifbar angeordnet. Die Lagerstelle ist dabei so gewählt, dass bei
Wirkung von Kippkräften,
welche aufgrund der Strombahnanordnung im Leistungsschalter entstehen,
sich stets ein schließendes
Moment des Arretierungsmittels in dem Aufsatz des Leistungsschalters und
somit am Leistungsschalter einstellt.
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In besonders bevorzugter Ausführungsform ist
das Arretierungsmittel ein nach unten ausgebildeter Haken, welcher
in einen am Leistungsschalter kraftschlüssig angeordneten Einsatz eingreift
und somit den Leistungsschalter auch bei hohen Kräften sicher
im Einschubrahmen festhält.
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Die Steuerstange ist vorteilhafterweise
an einer Seitenwand des Einschubrahmens angeordnet und über einen
Bolzen, ein Gleitstück
und eine Feder kraftschlüssig
mit dem Arretierungsmittel verbunden. Darüber hinaus ist die vorteilhafterweise
vertikal beweglich angeordnete Steuerstange mit einer Feder beaufschlagt,
welche die Steuerstange vorspannt. Das Mittel zum Bewegen des Leistungsschalters
relativ zum Einschubrahmen kann einen Verfahrmechanismus mit einer
Handkurbel sowie eine Einfahrwelle mit einem Kurbelzapfen umfassen.
Das Freigabemittel ist vorteilhafterweise ein Querschieber mit einem
in einer Ausklinkung der Steuerstange einrastbaren Sperrlappen.
Der Querschieber ist vorteilhafterweise zusätzlich mit einer Federkraft
beaufschlagt.
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In der Ausgangsposition, in der sich
der Leistungsschalter noch außerhalb
des Einschubrahmens befindet, ist das Arretierungsmittel in einer
Entriegelungsposition angeordnet. Die mit dem Arretierungsmittel
verbundene Steuerstange wird durch das Freigabemittel in einer Sperrposition
gehalten.
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Beim Einfahren des Leistungsschalters
in den Einschubrahmen wird das Freigabemittel erst kurz vor dem
Ende des Gesamtverfahrweges durch den Leistungsschalter dazu veranlasst,
die Steuerstange von einer Sperrposition in eine Freigabeposition
zu verlagern. Hierdurch wird das mit der Steuerstange verbundene
Arretierungsmittel dazu veranlasst, sich von seiner Entriegelungsposition
in eine Verriegelungsposition zu verlagern. Dadurch wird der Leistungsschalter
sicher im Einschubrahmen fixiert.
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Beim Herausfahren des Leistungsschalters aus
dem Einschubrahmen wird bei. Betätigung
des Mittels zum Bewegen des Leistungsschalters relativ zum Einschubrahmen
die Steuerstange von der Freigabeposition in die Sperrposition verlagert.
Hierdurch wird das mit der Steuerstange verbundene Arretierungsmittel
aus seiner Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition verlagert
und gibt den bis dahin fixierten Leistungsschalter frei. Beim weiteren
Betätigen
des Mittels zum Bewegen des Leistungsschalters relativ zum Einschubrahmen
wird der nun entriegelte Leistungsschalter aus dem Einschubrahmen
heraus bewegt. Dabei wird die Steuerstange durch das Freigabemittel
in der Sperrposition gehalten und die Ausgangslage ist erreicht.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten
Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in
einem Ausführungsbeispiel
anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Einschubrahmens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Ausgangsstellung bei nicht eingefahrenem Leistungsschalter;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Einschubrahmens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
während
des Einfahrens des Leistungsschalters;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Einschubrahmens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit eingefahrenem und fixiertem Leistungsschalter;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Einschubrahmen
und
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5 und 6 eine perspektivische Darstellung
eines Leistungsschalters, welcher in einem Einschubrahmens mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
fixiert ist.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche an einem Einschubrahmen 10 angeordnet ist, wobei
ein Leistungsschalter 12 teilweise in den Einschubrahmen 10 eingeschoben
ist. Zur besseren Veranschaulichung ist lediglich ein Aufsatz 24 des
Leistungsschalters 12 dargestellt. Die Vorrichtung zur
Fixierung des Leistungsschalters 12 in dem Einschubrahmen 10 ist
an der Seitenwand des Einschubrahmens 10 befestigt und
greift in Verriegelungsposition in den Aufsatz 24 des Leistungsschalters 12 ein.
In der Ausgangsstellung ist eine Steuerstange 14 durch
einen Querschieber 20 in einer Sperrposition arretiert,
so dass sich ein Arretierungsmittel 16 in einer Entriegelungsposition
befindet. Der Leistungsschalter 12 wird durch einen Verfahrmechanismus,
welcher eine Handkurbel 29 sowie eine Einfahrwelle 30 mit
einem Kurbelzapfen 32 aufweist, in den Einschubrahmen 10 hinein
bewegt.
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Das Arretierungsmittel 16 befindet
sich zu diesem Zeitpunkt in seiner Entriegelungsposition. Das Arretierungsmittel 16 ist
hakenförmig
ausgebildet und mit der Steuerstange 14 über einen
Bolzen 18, ein Gleitstück 40 und
eine Feder 22 kraftschlüssig verbunden.
Die Steuerstange 14 ist am Einschubrahmen 10 vertikal
beweglich angeordnet. Weiterhin weist die Steuerstange 14 eine
Feder 42 auf, welche die Steuerstange 14 mit einer
vertikal abwärts
gerichteten Kraft beaufschlagt. Die vertikale Position der Steuerstange 14 wird
in dieser Ausgangsstellung durch den Querschieber 20 begrenzt,
dessen Sperrlappen 26 in eine Ausklinkung 36 der
Steuerstange 14 eingreift und somit eine weitere vertikale
Abwärtsbewegung
der Steuerstange 14 verhindert. Hierdurch wird das Arretierungsmittel 16 daran
gehindert, sich von seiner Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition
zu verlagern. Der Querschieber 20 weist ebenfalls eine
Feder 28 auf (vergleiche 4), durch
welche der Querschieber 20 in Richtung der Ausklinkung 36 der
Steuerstange 14 gedrückt
wird. In der Ausgangsstellung befindet sich der Kurbelzapfen 32 seitlich
neben der Einfahrwelle 30.
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Durch Betätigung des Verfahrmechanismus bewegt
sich der Kurbelzapfen 32 nach oben, bis er sich senkrecht über der
Einfahrwelle 30 in einer Einfahrkulisse 44 befindet.
Gleichzeitig wird der Leistungsschalter 12 in den Einschubrahmen 10 hinein bewegt.
Durch den Kurbelzapfen 32 wird die Steuerstange 14 nach
oben bewegt. Das Arretierungsmittel 16 befindet sich an
einem Anschlag 34 und die Feder 42 wird zusammengedrückt, wie
in 2 dargestellt ist.
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Beim weiteren Einfahren des Leistungsschalters 12 in
den Einschubrahmen 10 wird erst auf den letzten Millimetern
des Gesamtverfahrweges der Querschieber 20 von einem Schalterfuß 38 des
Leistungsschalters 12 entgegen der Federkraft der Feder 28 bewegt,
so dass der Querschieber 20 nach hinten ausweicht und der
linke obere Bereich der Ausklinkung 36 und damit die Steuerstange 14 freigegeben wird,
wie in 3 dargestellt
ist.
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Die Steuerstange 14 bewegt
sich infolge der Freigabe mit Hilfe der Federkraft der Feder 42 nach unten.
Der Weg der Steuerstange 14 wird durch die Oberkante der
Ausklinkung 36 oder den Kurbelzapfen 32 der Einfahrwelle 30 begrenzt,
welcher sich durch das weitere Einfahren wieder nach unten bewegt
hat. Durch die Abwärtsbewegung
der Steuerstange 14 wird das Arretierungsmittel 16,
welches hakenförmig
ausgebildet ist, in seine Endstellung gebracht und greift in den
Aufsatz 24 des Leistungsschalters 12 ein. Hierdurch
ist der Leistungsschalter 12 sicher im Einschubrahmen 10 fixiert.
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Vorteilhafterweise müssen zur
Fixierung des Leistungsschalters 12 neben dem Verfahren
des Leistungsschalters 12 in den Einschubrahmen 10 keine
weiteren Handlungen vorgenommen werden. Darüber hinaus ist die Lagerstelle
des Arretierungsmittels 16 so gewählt, dass bei Wirkung von Kippkräften am
Leistungsschalter 12 sich stets ein schließendes Moment
des hakenförmigen
Arretierungsmittels in dem Aufsatz 24 des Leistungsschalters 12 einstellt.
Der Haken fällt
somit nach unten und hält
den Leistungsschalter 12 sicher im Einschubrahmen 10 fest.
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Zum Entriegeln und Herausfahren des
Leistungsschalters 12 aus dem Einschubrahmen 10 wird das
Vorhandensein von Spiel zwischen dem Kurbelzapfen 32 und
der Einfahrkulisse 44 ausgenutzt. Innerhalb der ersten
Umdrehungen der Handkurbel für
die Einfahrwelle 30 am Verfahrmechanismus wird aufgrund
des Spiels keine Bewegung am Leistungsschalter 12 erzeugt.
Bei diesen Umdrehungen der Handkurbel wird der Kurbelzapfen 32 etwas
nach oben bewegt und hebt die Steuerstange 14 mit dem daran
verbundenen Arretierungsmittel 16 nach oben. Dadurch wird
das Arretierungsmittel 16 von seiner Verriegelungsposition
in eine Entriegelungsposition verlagert. Der Leistungsschalter 12 wird
dadurch entsperrt und kann durch weiteres Umdrehen der Handkurbel
aus dem Einschubrahmen 10 herausgefahren werden. Bei weiteren
Umdrehungen der Hand-kurbel am Verfahrmechanismus bewegt sich der
Kurbelzapfen 32 in der Einfahrkulisse weiter nach oben
und verfährt
den Leistungsschalter 12. Bei der dadurch verursachten
Aufwärtsbewegung
der Steuerstange 14 wird die Feder 42 der Steuerstange 14 gespannt. Gleichzeitig
verfährt
der Querschieber 20 durch die Kraft des Federelementes 28 wieder
in die Ausklinkung 36 der Steuerstange 14, wie
in 2 dargestellt ist.
Bei weiteren Umdrehungen der Handkurbel bewegt sich der Kurbelzapfen 32 in
der Einfahrkulisse 44 wieder nach unten, die Feder 42 der
Steuerstange 14 entspannt sich und die Steuerstange 14 befindet sich
wieder in der Ausgangsstellung, wie in 1 dargestellt ist.
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4 zeigt
eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ohne Einschubrahmen. Dabei ist das hakenförmig ausgebildete Arretierungsmittel 16 über einen
Bolzen 18, ein Gleitstück 40 und
eine Feder 22 kraftschlüssig
mit der Steuerstange 14 verbunden und greift entsprechend
der vorgenannten Funktionsweise bei Verlagerung in die Verriegelungsposition
in den Aufsatz 24 ein, wenn der Querschieber 20 die
Steuerstange 14 freigibt, indem der Sperrlappen 26 aus
der Ausklinkung 36 der Steuerstange 14 ausrastet.
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In den 5 und 6 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Veranschaulichung zusammen mit einem Leistungsschalter 12 dargestellt,
welcher vollständig
in einen Einschubrahmen 10 eingeschoben und fixiert ist.
In beiden Figuren befindet sich das Arretierungsmittel 16 in
seiner Verriegelungsposition. Durch Betätigung der Handkurbel bewegt
sich der Kurbelzapfen 32 nach oben, wodurch die Steuerstange 14 ebenfalls
eine vertikale Aufwärtsbewegung
erfährt.
Aufgrund des Spiels zwischen Kurbelzapfen 32 und Einfahrkulisse 44 des
Verfahrmechanismus bewegt sich der Leistungsschalter 12 zunächst nicht. Dies
ist so lange nicht möglich,
bis die Steuerstange 14 durch ihre vertikale Aufwärtsbewegung
das Arretierungsmittel 16 von der Verriegelungsposition
in die Entriegelungsposition verlagert und das Arretierungsmittel 16 hierdurch
aus dem Aufsatz 24 des Leistungsschalters 12 ausrastet
und damit die Fixierung aufgehoben wird.