-
-
Antrieb für einen Mittelspannungsschalter
-
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Mittelspannungsschalter
mit zwei Federspeichern zum Umschalten des Mittelspannungsschalters aus der "0"-Stellung
in mindestens eine Schaltstellung und zurück in die "0"-Stellung.
-
Für Antriebe von Mittelspannungsschaltern mit Federspeichern wird
häufig die sofortige Ausschaltbereitschaft des Mittelspannungsschalters nach dem
Einschalten gefordert, wobei zwischen Ein- und Ausschalten kein erneutes Spannen
des Federspeichers erforderlich sein soll.
-
Damit wird z.P erreicht, daß im Fehlerfall der Schalter ohne die durch
das erneute Spannen des Federspeichers verursachte Verzögerung wieder ausgeschaltet
werden kann.
-
Bei im Handel erhältlichen Antrieben ist daher jeweils ein Federspeicher
für die Einschaltung und ein Federspeicher fur die Ausschaltung vorgesehen, wobei
der Ausschalt-Federspeicher beim Spannen des Einschalt-Federspeichers zugleich mitgespannt
wird. Diese bekannten Antriebe weisen jedoch eine re-9St aufwendige Konstruktion
auf und sind zum Einsatz in Drei-Stellungsschaltern, die außer der Ein- und Ausstellung
beispielsweise noch eine Erdungsstellung aufweisen, nur bedingt geeignet, da eine
Betätigung des Schalters nur in der durch die Spannung des Federspeichers vorgegebene
Richtung möglich ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antrieb der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß er aus wenigen Bauelementen einfach und damit auch betriebssicher
hergestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch a) zwei auf einer
Spannwelle in axialem Abstand gelagerte Hebel, von denen der erste Hebel frei auf
der Spannwelle drehbar und der zweite Hebel drehfest mit der Spannwelle verbunden
ist, wobei der erste Hebel über eine Antriebsstange mit dem Mittelspannungsschalter
verbunden ist, b) einen ersten Federspeicher zwischen einem ortsfesten Punkt und
dem zweiten Hebel, cj einen zweiten Federspeicher zwischen erstem und zweitem Hebel,
wobei die Federwirkung so ist, daß auf den ersten Hebel ein Drehmoment entgegengesetzt
zum Drehmoment auf den zweiten Hebel wirkt, d) eine erste Klinke, mit der der zweite
Hebel im gespannten Zustand des ersten Federspeichers ortsfest verrastbar ist, e)
eine zweite Klinke, mit der der erste Hebel mit dem zweiten Hebel im gespannten
Zustand des zweiten Federspeichers verrastbar ist, f) eine dritte Klinke, mit der
der erste Hebel in der Stellung ortsfest verrastbar ist, wobei die Klinken durch
ein erstes bis drittes Betätigungselement auslösbar sind, g) einen am zweiten Hebel
angeordneten Mitnahmebolzen, der bei gespanntem zweiten Federspeicher an einer ersten
Flanke und bei entspanntem zweiten Federspeicher an einer zweiten Flanke des ersten
Hebels anliegt.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antrieb können über die Spannwelle beide
Federspeicher gleichzeitig gespannt werden.
-
Dabei erfolgt zugleich eine Fixierung des ersten Hebels, so daß die
Antriebsstange beim Spannvorgang nicht mitbewegt wird. Der Antrieb besteht im wesentlichen
nur aus den beiden Hebeln, drei Klinken mit Betätigungselementen und zwei Federspeichern.
Alle diese Elemente sind einfach herzustellen, so daß der gesamte Antrieb besonders
fertigungsfreundlich und gleichzeitig betriebssicher ist
Bei einem
Antrieb für einen Mittelspannungsschalter, der eine "0"-Stellung und zwei weitere,
in entgegengesetzten Drehrichtungen liegende Stellungen aufweist, wird vorteilhafterweise
mit dem ersten Betätigungselement der Mittelspannungsschalter von der "0"-Stellung
in die erste Schaltstellung oder von der zweiten Schaltstellung in die "0"-Stellung
geschaltet, mit dem zweiten Betätigungselement, der Mittelspannungsschalter von
der ersten Schaltstellung in die "0"-Stellung geschaltet und mit dem dritten Betätigungselement
der Mittelspannungsschalter in die zweite Schaltstellung geschaltet, wobei das erste
Betätigungselement die erste Klinke, das zweite Betätigungselement in der ersten
Schaltstellung des Mittelspannungsschalters die zweite Klinke und das dritte Betätigungselement
in der "0"-Stellung des Mittelspannungsschalters die zweite und die dritte Klinke
auslöst. Der erfindungsgemäße Antrieb läßt sich besonders vorteilhaft auch für Dreistellungsschalt
er einsetzen, da der Schaltvorgang aus der "0"-Stellung bei gespannten Federspeichern
in beiden Richtungen ausgelöst werden kann, wobei jeweils wieder eine Zurückschaltung
in die "O"-Stellung möglich ist. Dabei ist besonders hervorzuheben, daß mit dem
Spannen der Federspeicher die zukünftige Schaltrichtung noch nicht vorgewählt werden
muß, die Schaltrichtung hängt vielmehr lediglich davon ab, welcher der beiden Federspeicher
zuerst ausgelöst wird.
-
Die erste und die zweite Klinke sind zweckmäßigerweise halbzylinderförmige
Bolzen, die an den Kanten in Nocken des ersten bzw. zweiten Hebels eingreifen und
die durch Verdrehen um ihre Längsachse gelöst werden. Dies ermöglich eine einfache
Auslösung der Klinken.
-
Die erste Klinke kann an einem ortsfesten Bolzen drehbar gelagert
und mit einer Betätigungsfahne verbunden
sein, die auf einem abgeschrägten
Ende eines mit dem ersten Betätigungselement verbundenen Stößels läuft.
-
Damit ist eine Auslösemöglichkeit der ersten Klinke durch das erste
Betätigungselement gegeben. Die zweite Klinke kann am zweiten Hebel drehbar gelagert,
mit einer Rückstellfeder versehen und mit einer Betätigungsfahne verbunden sein,
die in der Stellung des Mittelspannungsschalters einem Stößel gegenübersteht, der
mit dem dritten Betätigungselement verbunden ist und die in der ersten Schaltstellung
der Mittelspannungsschalters einem Stößel gegenübersteht, der mit dem zweiten Betätigungselement
verbunden ist. Damit wird je nach Stellung des Antriebs die zweite Klinke entweder
über das zweite oder über das dritte Betätigungselement ausgelöst.
-
Die dritte Klinke kann an einer Kante eines im wesentlichen kreisbogenförmigen
Teils des ersten Hebels angreifen und über einen Umlenkhebel mit dem dritten Betätigungselement
in Verbindung stehen. Dies ermöglicht eine Auslösung der dritten Klinke durch das
dritte Betätigungselement unabhängig von der Stellung der Hebel.
-
Die zweite Klinke läuft zweckmäßigerweise in einer kreisbogenförmigen
Aussparung des ersten Hebels, die an einem Ende eine Kerbe aufweist, in die die
Klinke eingreift.
-
Bei dieser Anordnung können zweite und dritte Klinke in demselben
Bereich des ersten Hebels angeordnet werden, so daß sich eine für die Anordnung
der Betätigungselemente besonders günstige Anordnung ergibt.
-
Wenn der Antrieb von Hand betätigt werden soll, sind die Betätigungselement
vorteilhafterweise als Druckknöpfe ausgebildet.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft
anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt den Antrieb in Stellung des Mittelspannungsschalters,
wobei beide Federspeicher 5 und 7 gespannt sind. Auf der Spannwelle 1, mit der die
beiden Federspeicher 5 und 7 gespannt werden können, ist frei drehbar ein Hebel
2 angeordnet, der im wesentlichen aus zwei miteinander verbundenen, sichelförmigen
Teilen besteht. Hinter diesem Hebel 2 ist ein zweiter, in Figur 1 nur teilweise
sichtbarer Hebel 3 angeordnet, der drehfest mit der Spannwelle 1 verbunden ist.
Auf einen Arm des zweiten Hebels 3 wirkt eine Druckfeder 5, die sich gegen einen
festen Punkt 6 abstützt. Im dargestellten Zustand ist die Druckfeder 5 gespannt,
wobei der Hebel 3 durch die später genauer beschriebene Klinke 8 festgehalten wird.
Zwischen dem Hebel 3 und einem Arm des Hebels 2 ist eine weitere Druckfeder 7 angeordnet,
die somit ein Drehmoment zwischen den beiden Hebeln 2 und 3 erzeugt. Dabei ist das
Drehmoment, das durch die Druckfeder 7 auf den Hebel 2 ausgeübt wird, entgegengesetzt
zum Drehmoment der Druckfeder 5 auf den Hebel 3. Die Feder 7 ist ebenfalls in gespanntem
Zustand dargestellt, wobei der Hebel 2 relativ zum Hebel 3 durch die Klinke 9 festgehalten
wird. Der Hebel 3 weist ferner einen Mitnahmebolzen 3a auf, der zwischen zwei Flanken
2a und 2b des Hebels 2 liegt und im dargestellten Zustand an der Flanke 2a anliegt.
-
Der Hebel 2 ist über eine Betätigungsstange 4 mit einem nicht dargestellten
Mittelspannungsschalter verbunden.
-
Dieser Mittelspannungsschalter weist drei Schaltstellungen auf, nämlich
eine "0"-Stellung, eine Ein-Stellung und eine Erdungs-Stellung. Dabei liegt die
Ein-Stellung links und die Erdungs-Stellung rechts von der "0'2-Stellung. Ein Pfeil
2c am Hebel 2 weist auf Markierungen des
Antriebsgehäuses, die
die jeweilige Schalterstellung darstellen.
-
In den Figuren 2 bis 5 ist die der jeweiligen Schalterposition entsprechende
Stellung des Antriebs dargestellt.
-
Figur 2 zeigt die Ein-Stellung, die erreicht wird, wenn man die Klinke
8 auslöst und somit den Hebel 3 freigibt.
-
Dieser bewegt sich unter der Wirkung der Feder 5 im Uhrzeigersinn
um die Spannwelle 1. Dabei wird über den Mitnahmebolzen 3a der Hebel 2 und damit
der Mittelspannungsschalter mitbewegt. Die relative Lage zwischen den Hebeln 2 und
3 bleibt dabei unverändert und die Druckfeder 7 bleibt gespannt.
-
Wenn anschließend die Klinke 9 freigegeben wird, so dreht sich unter
der Wirkung der Druckfeder 7 der Hebel 2 entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei der Mittelspannungsschalter
über die Antriebs stange 4 wieder in die "0"-Stellung gebracht wird. Damit sind
nun beide Druckfedern 5 und 7 entspannt. Dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt.
Damit ist gezeigt, daß es mit dem Antrieb möglich ist, den Mittelspannungsschalter
in die Ein-und anschließend wieder in die "0"-Stellung zu bringen, ohne daß zwischendurch
ein erneutes Spannen der Federspeicher notwendig ist.
-
Um die Federspeicher 5 und 7 wieder zu spannen, muß.
-
lediglich der Antriebshebel 3 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht
werden, was z.B. über die Spannwelle 1 durch einen nicht dargestellten, auf diese
aufgesetzten Hebel erfolgen kann. Das Spannen der Druckfedern 5 und 7 erfolgt dabei
gleichzeitig, wobei der Hebel 2 und damit der Mittelspannungsschalter durch die
Klinke 10 in der "0"-Stellung festgehalten wird.
-
Um den Mittelspannungsschalter in die in Figur 4 dargestellte Erdungs-Stellung
zu bringen, wird die Klinke 9 ausgelöst. Die Druckfeder 7 entspannt sich und dreht
den Hebel 2 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wobei der Mittelspannungsschalter
über die Antriebs stange 4 in die Erdungs-Stellung geschaltet wird. Der Hebel 3
wird bei diesem Vorgang durch die Klinke 8 festgehalten.
-
Damit bleibt auch die Druckfeder 5 gespannt.
-
Um wieder in die in Figur 5 dargestellte "0"-Stellung zu gelangen,
wird die Klinke 8 ausgelöst. Dabei wird der Hebel 3 unter der Wirkung der Druckfeder
5 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht, wobei der Hebel 2 und damit der Mittelspannungsschalter
über den an der Flanke 2b des Hebels 2 anliegenden Mitnahmebolzen 3a mitbewegt wird.
-
Damit wurde gezeigt, daß der erfindungsgemäße Antrieb aus der "0"-Stellung
heraus auch in die Erdungs-Stellung und wieder zurück gebracht werden kann, wobei
zwischen beiden Schaltvorgängen kein Spannen der Federspeicher 5 oder 7 notwendig
ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß beim Spannen der Federspeicher 5 und 7
die zukünftige Schaltrichtung noch nicht vorgegeben ist. Vielmehr kann aus der in
Figur 1 dargestellten Stellung mit gespannten Federspeichern 5 und 7 in beliebige
Richtung geschaltet werden, je nachdem welche Klinke zuerst ausgelöst wird. Das
ergibt eine erhebliche Erleichterung beim Einsatz des Antriebs Es wurde gezeigt,
daß zum Umschalten des Schalters aus der "0"-Stellung in die Ein-Stellung die Klinke
8, zum Umschalten von der Ein-Stellung in die "0"-Stellung die Klinke 9, zum Umschalten
von der Stellung in die Erdungs-tellung die Klinken 9 und 10 und zum Umschalten
von
der Erdungs-Stellung in die "0"-Stellung die Klinke 8 ausgelöst werden muß. Entsprechend
müssen die Betätigungselemente ausgebildet sein.
-
In Figur 1 sind zur Betätigung Drucktasten 11 bis 13 vorgesehen, mit
denen der Antrieb von Hand betätigt werden kann. Die Drucktasten 11 bis 13 sind
mit Stößeln 11a bis 13a ausgestattet. Der Stößel 11a trägt an seinem Ende eine Platte
11b, die schräg zur Betätigungsrichtung des Druckknopfes 11 liegt. An dieser Platte
11b liegt eine Fahne 8a der Klinke 8 an. Die Klinke 8 ist in dem Bereich, in dem
sie auf den Hebel 3 eingreift, als Halbzylinder ausgeführt, wobei bei einer Drehung
um die Zylinderachse der Hebel 3 freigegeben wird. Diese Drehung erfolgt durch den
Druckknopf 11 über den Stößel 11a, die Platte 11b und die Fahne 8a. Durch Betätigung
des Druckknopfes 11 kann also mit dem bereits dargestellten Ablauf der Mittelspannungsschalter
von der Stellung in die Ein-Stellung bzw. von der Erdungs-Stellung in die Stellung
gebracht werden.
-
Der Stößel 12a des Druckknopfes 12 steht der Betätigungsfahne 9a der
Klinke 9 gegenüber, wenn der Hebel 3 im Uhrzeigersinn geschwenkt ist. Die Klinke
9 ist auf den Hebel 3 drehbar gelagert. Sie ist in dem Bereich, in dem sie auf den
Hebel 2 eingreift, ebenfalls halbzylindrisch und gibt beim Verdrehen entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn den Hebel 2 frei. Die Klinke 9 wird durch eine Feder 9b im gesperrten
Zustand gehalten und kann über die Betätigungsfahne 9a, beispielsweise durch den
Stößel 12a ausgelöst werden. Mit der Betätigung des Druckknopfes 12 kann also der
Mittelspannungsschalter von der Ein-Stellung in die Stellung geschaltet werden.
-
Der Druckknopf 12 -ist über einen Umlenkhebel 10a mit der Klinke 10
gekoppelt. Die Klinke 10 greift an einer Kante eines im wesentlichen kreisbogenförmigen
Teils des Hebels 2 an. Durch Betätigung des Druckknopfes 12 wird die Klinke 10 vom
Hebel 2 weggezogen und dieser damit freigegeben. Um eine Rückkehr des Betätigungsknopfes
13 in die Ausgangsstellung auch bei gelöster Klinke zu ermöglichen, läuft der Stößel
13a des Druckknopfes 10 in einer Bohrung des Umlenkhebels 10a und die Verbindung
zwischen Umlenkhebel 10a und Druckknopf 13 erfolgt lediglich kraftschlüssig über
den Stift 13b.
-
Bei der in Figur 1 dargestellten Grundstellung wird bei Betätigung
des Druckknopfes 13 zugleich mit der Klinke 10 auch die Klinke 9 ausgelöst, da die
Betätigungsfahne 9a der Klinke 9 dem Stößel 13a gegenübersteht. Mit dem Betätigungsknopf
13 kann also der Mittelspannungsschalter aus der Stellung in die Erdungs-Stellung
gebracht werden.
-
Um zu verhindern, daß die Klinke 9 auch bei Verdrehen des Hebels 3
durch Anstoßen an den Stößel 13a ausgelöst wird, ist das Ende 9c der Betätigungsfahne
9a abgebogen. Das Ende 9c kann sich daher bei Verdrehen des Hebels 3 ungehindert
am Stößel 13a vorbeibewegen.
-
Durch Betätigung der drei Druckknöpfe 11 bis 13 kann also jede der
dargestellten Schaltstellungen erreicht werden. Selbstverständlich ist neben einer
Handbetätigung beispielsweise auch eine elektromagnetische Betätigung möglich.
-
5 Figuren 8 Patentansprüche