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Elektromotorischer Antrieb für elektrische Schalter Die Erfindung
betrifft einen elektromotorischen Antrieb für elektrische Schalter, insbesondere
Selbstschalter, bei dem ein mit der Antriebsstange des Schalthebels verbundenes
übertragungsglied von auf einem Schneckenrad angeordneten Kurbelzapfen in der einen
oder anderen Drehrichtung mitgenommen und nach einer Teildrehung des Schneckenrades
wieder entkuppelt und kupplungsbereit für die andere Drehrichtung gehalten wird.
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Es ist ein elektromotorischer Antrieb bekannt, bei dem die Drehbewegung
des am Schneckenrad gelagerten Kurbelzapfens direkt auf die Antriebsstange für den
Schalthebel übertragen wird. Die Antriebsstange besitzt zu diesem Zweck mehrere
Randaussparengen, die mit dem Kurbelzapfen und der Welle des Schneckenrades zusammenwirken.
Die Randaussparungen sind dabei so angeordnet, daß durch den Kurbelzapfen die Antriebsstange
innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches in der einen oder anderen Richtung mitgenommen
und jeweils in den Endstellungen kupplungsbereit für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung
gehalten wird. Durch einen unter Federwirkung stehenden Rollenhebel, der die Antriebsstange
gegen den Kurbelzapfen drückt; wird der Eingriff aufrechterhalten. Dieser Rollenhebel
gestattet auch, daß sich die Antriebsstange nach Erreichen der Endstellung des Schalthebels
bei mehr als einer Umdrehung des Schneckenrades vom Kurbelzapfen in eine Ausweichstellung
bewegen läßt.
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Dieser federnd aufgehängte Rollenhebel benötigt jedoch einen zusätzlichen
Platz in der Höhe, wodurch die Schaltereinbaumaße bei Anbau eines Motorantriebes
ungünstig beeinflußt werden. Sind größere Drehmomente zu übertragen, muß die Antriebsstange
kräftig ausgebildet sein. Sie wird somit schwer und erfordert zwangläufig einen
stark gefederten Rollenhebel und daher auch einen großen Raum für diesen.
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Es ist auch bekannt, den Eingriff zwischen Antriebsstange und Kurbelzapfen
nicht durch einen unter Federwirkung stehenden Rollenhebel, sondern durch eine an
der Antriebsstange angreifende Zugfeder aufrechtzuerhalten. Diese Anordnung ist
aber im wesentlichen mit den gleichen Nachteilen behaftet wie die vordem beschriebene,
denn die Zugfeder bedingt eine ungünstige Vergrößerung des Antriebsgehäuses sowohl
in der Höhe als auch in der Breite. Mit den gleichen Nachteilen ist auch eine andere
bekannte Anordnung behaftet, bei der der Eingriff zwischen Antriebsstange und Kurbelzapfen
durch einen auf der Welle des Schneckenrades frei drehbar gelagerten Schwinghebel
aufrechterhalten wird.
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Weiterhin ist allen bekannten Anordnungen der Nachteil gemeinsam,
daß am Umfang des Schneckenrades lediglich ein Kurbelzapfen angeordnet werden kann,
so daß je nach Stellung dieses Kurbelzapfens die Einschaltzeiten erheblich voneinander
abweichen können. Es können praktisch alle Zeitunterschiede innerhalb einer vollen
Umdrehung des Schneckenrades auftreten. So erfolgt die Mitnahme der Antriebsstange
bei ungünstiger, , Stellung des Kurbelzapfens, z. B. wenn die Antriebsstange durch
den Kurbelzapfen in die Ausweichstallung geschwenkt ist, erst nach einer Drehung
- des 'Schneckenrades um fast 360°. Diese Zeitunterschiede beim Einschalten sind
jedoch als unbedingter Nachteil anzusehen, z. B. wird hierdurch' das Parallelschalten
von Generatoren schwierig, weil der Synchronismus für diese lange Einschaltzeit
nicht aufrechterhalten werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; die Einschaltzeiten der
bekannten elektromotorischen Antriebe wesentlich zu verringern und das übertragungsglied
zwischen Schneckenrad und Antriebsstange so auszubilden und anzuordnen, daß für
die Bauhöhe des Schalters lediglich der Durchmesser des Schneckenrades entscheidend
ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst; daß erfindungsgemäß auf jeder Seite
des Schneckenrades mehrere Kurbelzapfen angeordnet sind und zwischen diesen und
einem mit der Antriebsstange gelenkig verbundenen Antriebshebel ein scherenartiges;
aus zwei das Schneckenrad gabelförmig umgreifenden zweiarmigen Hebeln bestehendes
Kupplungsglied vorgesehen ist, das mit dem Antriebshebel eine gemeinsame Drehachse
besitzt, daß die Hebel sich jeweils wechselseitig in der einen Drehrichtung an einem
am Antriebshebel angeordneten Widerlager abstützen und miteinander kraftschlüssig
durch eine Feder gekuppelt sind, und daß die Kurbelzapfen so am Umfang des Schneckenrades
verteilt sind, daß sie den jeweils beaufschlagten Hebel entgegen der Wirkung der
Feder in eine Ausweichstellung schwenken.
In Weiterbildung der Erfindung
ist der Antriebshebel und damit der Schalter in seiner Ein- und Ausstellung durch
Begrenzungen fixiert und in diesen Stellungen durch eine Totpunktfeder, die sich
an einem Festpunkt und an dem auf dem Antriebshebel angeordneten Anschlagbolzen
abstützt, gehalten.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Antrieb in der Einschaltstellung;
F i g. 2 zeigt eine Draufsicht des Antriebes im Schnitt; F ig . 3 zeigt einen Längsschnitt
des Antriebes in der Ausschaltstellung; F i g. 4 zeigt die Fixierung der Ein- und
Ausstellung am Antriebshebel.
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Auf einer in den Seitenwänden des Getriebegehäuses 1 gelagerten Drehachse
2 sind der Antriebshebel s und zwei weitere ihm zugeordnete Hebel 3a, 3b befestigt.
Am Antriebshebels und dem Hebel 3a ist die Antriebsstange 4 angelenkt, die den Schalthebel
s betätigt. Zwischen dem Antriebshebel 3 und dem weiteren Hebel ab, die durch einen
Anschlagbolzen 6 verbunden sind, ist das Übertragungsglied angeordnet, das aus zwei
zweiarmigen Hebeln 7, 8 gebildet wird, die auf der Drehachse 2 gelagert sind und
deren kurze Hebelarme 7', 8' den Anschlagbolzen 6 unter der Wirkung einer Drehfeder
9 zangenförmig umfassen. Diese Drehfeder umschließt die Naben der das Übertragungsglied
bildenden Hebel 7, B. Die langen Hebelarme 7", 8" des übertragungsgliedes umgreifen
gabelförmig das Schnekkenrad 10 und stehen mit jeweils einem der an den Seitenflächen
des Schneckenrades 10 angeordneten Kurbelzapfen 11, 12 wechselseitig im Eingriff.
Das Ausführungsbeispiel zeigt auf jeder Seite des Schneckenrades fünf Kurbelzapfen.
Jedoch ist die Anzahl der Kurbelzapfen nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern ist von dem jeweiligen Durchmesser des Schneckenrades abhängig. Nach F i
g. 1 wird bei Drehung des Schneckenrades 10 im Uhrzeigersinn der Hebelarm 7" des
zweiarmigen Hebels 7 von dem gerade mit ihm im Eingriff stehenden Kurbelzapfen 11
so lange mitgenommen und entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, bis dieser Kurbelzapfen
wieder vom Hebelarm abgleitet. Während dieser Bewegung erfolgt eine Mitnahme des
Antriebshebels 3 und damit der Antriebsstange 4 mit dem Schalthebel s von der Ein-Stellung
in die Aus-Stellung (s. F i g. 3), da in dieser Bewegungsrichtung der auf dem Antriebshebels
angeordnete Anschlagbolzen 6 als Widerlager für den kurzen Hebelarm 7' dient und
somit eine starre Kupplung zwischen dem Kurbelzapfen 11 und dem Antriebshebel 3
besteht. In diese neue durch F i g. 3 dargestellte Stellung gelangt auch der andere
Hebel 8 des übertragungsgliedes, da er durch die Drehfeder 9 gegen den Anschlagbolzen
6 gedrückt wird. Er befindet sich somit in kupplungsbereiter Stellung für die entgegengesetzte
Drehrichtung des Schneckenrades.
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Infolge des Schwungmomentes des Motors setzt jedoch das Schneckenrad
zunächst seine Drehung im Uhrzeigersinn fort. Hierbei schlagen nacheinander die
einzelnen Kurbelzapfen 12 gegen den Rücken des in kupplungsbereiter Stellung befindlichen
Hebels 8, der dadurch jedesmal gegen die Wirkung der Drehfeder 9 in eine Ausweichstellung
geschwenkt wird. Durch die Drehfeder wird dieser Hebel jedoch nach dem Abgleiten
der einzelnen Kurbelzapfen wieder in die kupplungsbereite Ausgangsstellung zurückgeholt.
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Bei Änderung der Motordrehrichtung wiederholt sich der beschriebene
Vorgang in umgekehrter Richrtung unter Mitwirkung der auf der anderen Seite des
Schneckenrades 10 angeordneten Kurbelzapfen 12, des kupplungsbereiten Hebels $ und
des Anschlagbolzens 6 entsprechend F i g. 3. Hierdurch gelangen Antriebshebel 3,
Antriebsstange 4 und Schalthebel 5 in die aus F i g. 1 ersichtliche Ein-Stellung.
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In der Beschreibung des Motorantriebes wurde zur Vereinfachung der
Darstellung des kinematischen Ablaufs vorausgesetzt, daß die Ein- und Aus-Stellungen
am Schalthebel 5 selbst fixiert sind. Ist dies nicht der Fall, ist eine entsprechende
Maßnahme am Motorantrieb selbst erforderlich.
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F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung. Der
Antriebshebel 3 ist durch Zapfen 13'
in Verbindung mit einem am Getriebegehäuse
1 befestigten Begrenzungsbolzen 13 in der Ein- und Aus-Stellung fixiert und durch
eine Totpunktfeder 14 in diesen Endstellungen gehalten. Die Totpunktfeder selbst
stützt sich an einen Festpunkt 15 und wirkt auf den Anschlagbolzen 6 und damit auf
den Antriebshebel 3 sowie auf das Übertragungsglied.
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Die beschriebene Ausführung gestattet eine niedrige für die Einbauabmessungen
des Schalters vorteilhafte Bauhöhe, da hierfür lediglich der Durchmesser des Schneckenrades
entscheidend ist. Der Antrieb arbeitet sanft infolge der günstigen Eingriffsverhältnisse
zwischen den Kurbelzapfen und dem übertragungsgfed. Die jeweils in die Ausweichstellung
gehenden Hebelarme haben ein geringes Gewicht, so da.ß eine verhältnismäßig schwache
und hinsichtlich des Platzbedarfes nicht in Erscheinung tretende Drehfeder verwendet
werden kann. Durch Anordnung von mehreren Kurbelzapfen auf jeder Seite des Schneckenrades
wird die Einschaltzeit herabgesetzt und ist praktisch unabhängig von der Stellung
des einzelnen Kurbelzapfens.