DE3627508C1 - Spannvorrichtung fuer den Energiespeicher eines elektrischen Schalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für die Antriebsfeder eines elektrischen Schalters gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Spannvorrichtungen dieser Art sind seit langem bekannt und werden in handelsüblichen Schaltern mit großem Nutzen eingesetzt. Die Antriebsfeder hat dabei im allgemeinen einen Energieinhalt, der sowohl für die Einschaltung, als auch für das Aufladen der Ausschaltfeder des Leistungs­ schalters ausreicht. Ein Elektromotor kleiner Leistung oder ein Handantrieb spannt die Antriebsfeder, wobei als Untersetzugnsgetriebe Richtungskupplungen, meistens als Freiläufe ausgebildet wirken, die sowohl den schritt­ weisen Vorschub als auch die Rücklaufsperre der Spann­ bewegung für die Antriebsfeder vermitteln.

Durch Motorantriebe über Richtungskupplungen betätigte Spannvorrichtungen von elektrischen Schaltern üben nach der Unterbrechung des Motorstromkreises auf Grund der Massenträgheit der rotierenden Teile eine unerwünschte Zusatzbelastung auf die Sperrklinke des Einschalt­ schlosses aus. Solche Überlastungen können auch bei von Hand betätigten Spannvorrichtungen entstehen.

In der EPA 01 74 906 ist zur Lösung des angesprochenen Problems bei einer über ein biegsames Zugmittel betrie­ benen Spannvorrichtung ein Klemmrollenfreilauf einge­ setzt, bei dem die Klemmrollen bei Beendigung des Spann­ vorganges mit Hilfe einer am Außenring angeordneten mehr­ teiligen Hebelanordnung außer Eingriff gebracht werden. Dabei müssen sogenannte Eintouren-Freilaufkupplungen, wie sie beispielsweise im Katalog "Stieler Präzision" der Firmen Walther Flender auf der Seite 71 bis 75 angegeben sind, eingesetzt werden. Diese Maschinenteile erfüllen die ihnen gestellte Aufgabe, stellen aber eine sehr kost­ spielige und räumlich aufwendige Lösung dar, weil die mehr­ teilige Hebelanordnung an jedem Freilauf vorhanden sein muß und weil ein solcher Freilauf eine wesentlich größere Breite als ein einfacher Freilauf aufweist.

Aus dem Prospekt SR 26 620 vom September 1976 "Ölarmer Leistungsschalter GUD für Innenmontage" der Firma Gardy/Genf ist ferner ein Antrieb bekanntgeworden, bei dem ein Motor mit einem Exzenter über einen am Außen­ ring eines Freilaufs angebrachten Mitnehmerhebel eine Spannwelle in eine schrittweise Drehbewegung versetzt, während eine zweiter gegen das Antriebsgehäuse abge­ stützter Freilauf als Rücklaufsperre dient. Die Umdrehun­ gen der Spannwelle werden durch ein Ritzel auf ein um­ laufendes Zahnrad übertragen, an dem sowohl die Antriebs­ feder des Leistungsschalters, als auch ein Bolzen ange­ lenkt ist, mit dem bei Beendigung der Spannbewegung der Mitnehmerhebel außer Eingriff gebracht wird. Die Details sind aus der "Anleitung für die Inbetriebsetzung....." des obengenannten Leistungsschalters, Kapitel SR, Blatt 2661/2 zu ersehen. Bei diesem Antrieb wirkt die Handkurbel direkt, ohne die Möglichkeit einer Entklinkung auf die Spannwelle und kann zur Verklemmung des Einschalt­ schlosses führen.

Der Drehimpuls zum Entkuppeln des Mitnehmerhebels wird bei den bekannten Spannvorrichtungen durch die Antriebs­ feder auf ihren Weg zwischen der Totpunktstellung im ge­ spannten Zustand und der Abstützung im Einschaltschloß geliefert, die zur Verfügung stehende Energie muß dabei auch die Kraft der Feder überwinden, mit der der Mit­ nehmerhebel am Exzenter des Motors geführt wird. Diese Forderungen stellen hohe Ansprüche an die Einstellung der Antriebe im Prüffeld, weil auf der einen Seite eine ausreichende Energie zum Entkuppeln des Mitnehmer­ hebels auch bei zunehmender Reibung durch längere Ein­ satzdauer und/oder niedrige Umgebungstemperaturen vor­ handen sein muß, während auf der anderen Seite keine energiereichen Stoßbelastungen auf die Abstützung im Einschaltschloß erwünscht sind. Bei der kinematischen Auslegung der Spannvorrichtung muß außerdem Selbst­ sperrung vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Schaltern der bekannten Art das Entkuppeln zwischen Spannwelle und Antriebswelle unabhängig von der Wirkung der Antriebs­ feder zu machen, die Einstellarbeiten an den Antrieben zu verringern und die Stoßbelastungen auf das Einschalt­ schloß herabzusetzen.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine vor Erreichung der Endstellung der Antriebswelle aufladbare Zusatzenergiequelle auf das Stellglied einwirkt, das den die Richtungskupplung betätigenden Mitnehmer außer Eingriff mit dem Kurventrieb bringt. Als Zusatzenergie­ quelle kann dabei eine Feder verwendet werden, die von der Antriebsfeder während des Einschaltvorgangs des Schal­ ters aufgeladen wird.

Als Stellglied kann vorteilhaft ein drehbar gelagerter Hebel verwendet werden, der über eine mit der Antriebs­ welle umlaufenden Kurvenscheibe die als Zusatzenergie­ quelle eingesetzte Feder steuert. Zu diesem Zweck ist die Kurvenscheibe mit einem Absatz versehen, der bei Erreichen der Endstellung der Antriebswelle unter der Wirkung der Feder eine Verdrehung des Hebels und ein Abrücken des Mitnehmers vom Kurventrieb bewirkt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Mit­ nahme des Mitnehmers dabei über eine einseitig form­ schlüssig wirkende Koppelstange, während eine zwischen Hebel und Mitnehmer angeordnete weitere Feder dessen An­ pressung an den Kurventrieb während des Spannvorganges sicherstellt. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind den weiteren Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.

Im folgenden soll die Erfindung mit Hilfe von Zeich­ nungen erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausfuhrung der Spannvorrichtung in Frontansicht.

Fig. 2 die zu Fig. 1 gehörende Seitenansicht als Schnittbild.

Die Fig. 1 zeigt die Antriebsfeder 1, die über die Kurbel 3 mit der Antriebswelle 2 verbunden ist und mit dieser bei jedem Spann- und Einschaltvorgang eine volle Umdrehung zurücklegt. In Fig. 2 ist die mit der Antriebs­ welle 2 rotierende Kurvenscheibe 20, der um die Achse 27 schwenkbare Hebel 22 und die als Zusatzenergiequelle wir­ kende Feder 23 dargestellt. Der die als Freilauf ausge­ führte Richtungskupplung 8 betätigende Mitnehmer 9 arbeitet über die Rolle 16 mit dem Kurventrieb 14 der Spannwelle 6 zusammen, deren Achse im dargestellten Beispiel die der Antriebswelle mit dem Abstand a kreuzt. Der Erfindungs­ gedanke kann jedoch auch bei paralleler oder sich schneiden­ der Achsenrichtung angewendet werden. Der Motor 5 treibt über ein Räder- oder Zugmittelgetriebe die Spannwelle 6 an, während der Handantrieb durch eine direkt auf die Spannwelle 6 aufgesetzte Kurbel erfolgt.

Im folgenden wird der Bewegungsablauf während eines Spannvorgangs beschrieben:

Der die Spannwelle 6 stirnseitig abschließende Kurven­ trieb 14 ist mit einer Kurve 15 versehen, die den Mit­ nehmer 9 über eine drehbar gelagerte Rolle 16 während des größten Teils einer Umdrehung um den Weg h einen Schritt in Spannrichtung im Uhrzeigersinn bewegt, während in der anderen halben Umdrehung dessen Rücklauf unter der Wirkung der Feder 17 erfolgt, wobei ein zweiter, mit seinem Außenring im Gehäuse 18 der Spannvorrichtung fixierter Freilauf 19 die Rückdrehung der Antriebsfeder 1 dabei verhindert.

Nach einer Reihe der eben beschriebenen Spannschritte hat die Antriebsfeder 1 ihre volle Energie und die Antriebs­ welle 2 ihre Endstellung erreicht.

Die auf der Antriebswelle 2 sitzende Kurvenscheibe 20 ist mit einem Absatz 21 versehen, in die nun der Hebel 22 mit seiner Rolle 25 durch die Kraft der Feder 23 in der End­ stellung der Antriebswelle 2 einfällt und dabei den Mit­ nehmer 9 über die einseitig formschlüssig wirkende Koppel­ stange 24 vom Kurventrieb 14 abzieht. Die zwischen Hebel 22 und Mitnehmer 9 wirkende Feder 17 ist im dargestellten Bei­ spiel als Torsionsfeder ausgeführt und vermittelt die Be­ rührung zwischen der Rolle 16 und der Kurve 15 während des Spannvorgangs, wobei die Rolle 25 auf der Kreisbahn 26 der Kurvenscheibe 20 abläuft.

In Fig. 2 ist die Spannvorrichtung in der gespannten Stellung der Antriebsfeder 1 gezeichnet, wobei der Mit­ nehmer 9 von der Kurve 15 abgehoben ist.

Bei einem darauffolgenden Einschaltvorgang dreht sich die Antriebswelle 2 im Uhrzeigersinn weiter, über die Kurvenscheibe 20 und den Hebel 22 wird nun sowohl die Feder 23 wieder gespannt, als auch unter Wirkung der Feder 17 der Mitnehmer 9 wieder in Angriff mit dem Kurven­ trieb 14 gebracht. Nach Zuschaltung des Motors 5 kann sich der nächste Spannvorgang unmittelbar anschließen.

Claims (8)

1. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters mit an der umlaufenden Kurbel (3) einer Antriebswelle (2) angelenk­ ten Antriebsfeder (1), bei der

• a) die Antriebsfeder (1) von einer durch Motor-/ oder Handbetätigung in Rotation versetzten, mit einem Kurventrieb (14) oder Exzenter ausgerüste­ ten Spannwelle (6) schrittweise über eine auf der Antriebswelle (2) angeordnete Richtungs­ kupplung (8), durch einen durch die Anpreß­ kraft einer Feder mit dem Kurventrieb (14) oder Exzenter in Eingriff gehaltenen Mitnehmer (9) spannbar ist,
• b) die Antriebswelle (2) sich in ihrer Endstellung bei gespannter Antriebsfeder (1) an der Sperr­ klinke des Einschaltschlosses des Schalters ab­ stützt, und
• c) der Mitnehmer (9) bei Erreichen der Endstellung der Antriebswelle (2) durch wenigstens ein Stell­ glied außer Eingriff mit dem Kurventrieb (14) bringbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

• d) daß eine vor Erreichen der Endstellung der An­ triebswelle (2) aufladbare Zusatzenergiequelle auf das (die) Stellglied(er) einwirkt.

2. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfeder (1) des Schalters die Zusatzenergiequelle auflädt.

3. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Gehäuse (18) und dem als schwenkbarer Hebel (22) ausgebildeten Stellglied befestigte Feder (23) als Zusatzenergiequelle dient.

4. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Antriebswelle (2) umlaufende Kurvenscheibe (20) mit einer am schwenkbaren Hebel (22) drehbar angebrachten Rolle (25) die Feder (23) so steuert, daß die Aufladung während des Einschaltvorgangs des Schalters und die Ener­ gieabgabe zum Abheben des Mitnehmers (9) vom Kurventrieb (14) der Spannwelle (6) bei Erreichen der Endstellung der Antriebswelle (2) erfolgt.

5. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem schwenkbaren Hebel (22) und dem Mitnehmer (9) über eine beim Abheben des Mitnehmers (9) einseitig formschlüssig wirkende Koppelstange (24) und eine dem Mitnehmer (9) an den Kurventrieb (14) während des Spannvorgangs an­ drückende und sich dabei am schwenkbaren Hebel (22) abstützende Feder (17) erfolgt.

6. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mit zwei oder mehreren Richtungs­ kupplungen ausgerüsteten Spannvorrichtung eine Zusatzenergiequelle alle Mitnehmer außer Eingriff bringt.

7. Spannvorrichtung für den Energiespeicher eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtungskupplung (8) ein Freilauf ver­ wendet wird, dessen Außenring mit dem Mitnehmer (9) fest verbunden ist und dessen Klemmkörper die Kupplung zur Antriebswelle (2) herstellen.