DD257898B5 - Antriebsbauelement fuer druckmittel- und motorantriebe fuer hochspannungsschaltgeraete, insbesondere fuer erdungsschalter - Google Patents

Description

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, ein kraftübertragendes, gabelförmig gestaltetes, in einem Drehlager befindliches Antriebsbauelement eines Hochspannungsschalters, insbesondere eines Trenn- oder Erdungsschalters, welches die Hubgrößen eines Druckmittel- oder Motorantriebes in Drehwinkelgrößen umwandelt, zu schaffen, mit dem die Nachteile der bekannten derartigen Antriebselemente vermieden werden und das zudem fertigungstechnisch keine wesentlichen Probleme aufwirft.

Wesen der Erfindung

Die technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein der Zielstellung entsprechendes Antriebsbauelement zu finden, mit dem bei vorgegebener Hubkraft und Hublänge des Druckmittelantriebes oder der vorgegebenen Kraft und Weglänge des zugehörigen ,vlotorantriebes die beim Schalten erforderlichen Kräfte bzw. Drehmomente nach Betrag und Richtung so dimensioniert bereitgestellt werden, daß sie beim Ausschalten bis zur Kontakttrennung zunächst einen hohen Wert aufweisen, der kurzzeitig noch steigerbar ist, und gegen Ende der Ausschaltbewegung gegen Null gehen, wobei gleichfalls eine Verriegelung des gesamten Antriebes in den Endstellungen bei relativ geringer Kolbenbelastung gewährleistet sein soll. Die technischen Mittel zur Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltwinkel von 60° des gabelförmigen Antriebsbauelementes so aufgeteilt ist, daß die Gabel in der Stellung „Ein" von der Mittelstellung von 45° in Richtung „Ein" weist, während die Gabel in der Stellung „Aus" von der Mittelstellung aus 15° in Richtung „Aus" weist, daß die Kontur der Innenflanke des „Aus"-Schenkels der Gabel von ihrem Grund aus zunächst ein vorbestimmtes inneres Stück parallel zur Kontur der Innenflanke des „EirT'-Schenkels verläuft, um dann in eine nahezu halbkreisförmige Ausnehmung überzugehen, an die sich über eine Rundung mit einem vorbestimmten Radius ein äußeres zur Kontur der Innenflanke des „Ein"-Schenkels paralleles Stück anschließt, wobei der Durchmesser der halbkreisförmigen Ausnehmung nur wenig größer ist als die in der „Aus"-Stellung in ihr ruhende Antriebsrolle, und daß die nahezu halbkreisförmige Ausnehmung von ihrem zum Grund der Gabel weisenden Anfang ausgehend zunächst eine geneigte gerade Verriegelungsfläche aufweist, deren Neigungswinkel zur Längsachse des gabelförmigen Antriebsbauelementes 55° bis 60° beträgt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend beispielsweise an einem Erdungsschalter näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: das erfindungsgemäß ausgebildete Antriebsbauelement;

Fig. 2: den Momentenverlauf in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Antriebsbauelementes.

Das Ausführungsbeispiel „Erdungsschalter" soll nun nachstehend in seinem Funktionsablauf dargestellt werden: Ein-Schaltung

Durch die Betätigung des Antriebskolbens 1 wird die Antriebsrolle 3 von der Verriegelungsfläche 2.2.1 des rechten „Aus"-Schenkels 2 zum gegenüberliegenden „Ein"-Schenkel4geschoben, wodurch der auf der Antriebswelle 5 befindliche Erderarm 6 angehoben wird, bis letztlich der Antrieb die Verriegelungsstellung auf dem linken „Ein"-Schenkel 4 erreicht. Zur festen Verriegelung wird hierbei oftmals ein geringer Überhub aufgebracht, der den Erderarm 6 in eine leichte Durchbiegung versetzt. Aus-Schaltung

Die Antriebsrolle 3 wird aus der Verriegelungsstellung I geschoben und erreicht in der Stellung Il das gegenüberliegende äußere parallele Stück 2.3 der Kontur der Innenflanke des „Aus"-Schenkels 2. Das hierbei wirksam werdende Drehmoment ist etwa identisch mit dem der Einschaltung.

Zum weiteren Verlauf des Drehmomentes ist es notwendig, daß das äußere parallele Stück 2.3 soweit geradlinig ausgeführt ist (Stellung III), bis der Erderarm 6 den Kontakt oder Kontaktschiene mit Sicherheit verlassen hat. Für den Fall, daß eine starke Kontaktverschmutzung oder Vereisung vorliegt, wird die Antriebsrolle 3 die Stellung IV überschreiten und durch die Rundung 2.4 ein extrem hohes Drehmoment kurzzeitig einleiten, wodurch der Erderarm aus dem Kontakt gezogen wird. Der weitere Verlauf der Ausschaltung wird durch den herabfallenden Erderarm 6 ermöglicht, der in der Praxis durch eine hydraulische Bremse gesteuert wird. In der Stellung V ist schließlich die Ausschaltung beendet und die Antriebsrolle 3 auf der geraden Veriegelungsfläche 2.2.1 der nahezu halbkreisförmigen Ausnehmung 2.2 zur Anlage gekommen. Diese Verriegelungsfläche weist im Ausführungsbeispiel gegenüber der Längsachse des Antriebsbauelementes 7 einen Neigungswinkel von 60° auf. In den Fig. 1 und 2 ist außerdem dargestellt, daß der Schaltwinkel von 60° des Antriebsbauelementes 7 von dessen Mittelstellung 8 aus gesehen in zwei ungleiche Teile aufgeteilt ist, nämlich in einen 45° großen und in Richtung „Ein" weisenden und in einen 15° großen und in Richtung „Aus" weisenden Teil.

Claims (2)

1. Antriebsbauelement für Druckmittel- und Motorantriebe für Hochspannungsschaltgeräte, insbesondere für Erdungsschalter, das auf einem drehbaren Bolzen befestigt ist und dessen eine freie Seite als zweischenklige Gabel ausgebildet ist, in der der Antrieb über einen Bolzen mit Antriebsrolle angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltwinkel von 60° des gabelförmigen Antriebsbauelementes (7) so aufgeteilt ist, daß die Gabel in der Stellung „Ein" von der Mittelstellung (8) aus 45° in Richtung „Ein" weist, während die Gabel in Stellung „Aus" von der Mittelstellung (8) aus 15° in Richtung „Aus" weist, daß die Kontur der Innenflanke des „Aus"-Schenkels (2) der Gabel von ihrem Grund aus zunächst ein vorbestimmtes inneres Stück (2.1) parallel zur Kontur der Innenflanke des „Ein"-Schenkels (4) verläuft, um dann in eine nahezu halbkreisförmige Ausnehmung (2.2) überzugehen, an die sich über eine Rundung (2.4) mit einem vorbestimmten Radius ein äußeres zur Kontur der Innenflanke des „Ein"-Schenkels paralleles Stück (2.3) anschließt, wobei der Durchmesser der halbkreisförmigen Ausnehmung (2.2) nur wenig größer ist als die in der „Aus"-Stellung in ihr ruhende Antriebsrolle (3), und daß die nahezu halbkreisförmige Ausnehmung von ihrem zum Grund der Gabel weisenden Anfang ausgehend zunächst eine geeignete gerade Verriegelungsfläche (2.2.1) aufweist, deren Neigungswinkel zur Längsachse des gabelförmigen Antriebsbauelementes (7) 55 bis 60° beträgt.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung ist für Hochspannungsschaltgeräte anwendbar, insbesondere für Trennschalter oder Erdungsschalter in Hebelbauweise, bei denen ein Drehisolator oder ein Erderarm von einem gabelförmigen Antriebsbauelement antreibbar ist.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Als Antrieb für die im Anwendungsgebiet genannten Schalter wird bevorzugt ein Druckmittelantrieb benutzt, in der DDR vornehmlich Druckluftantriebe. Es können jedoch auch Motorantriebe eingesetzt werden. Entsprechend der Vorgaben der konstruktiven Gestaltung werden zur Betätigung eines einseitigen Hebeltrenners, welche über ein räumlich angeordnetes Antriebsgestänge durch die Wirkung eines Drehisolators gewährleistet wird, im vor dem Drehisolator befindlichen Druckluftantrieb zwei in ihrer Bewegungsrichtung für den Ein- bzw. Ausschaltvorgang entgegengesetzt beaufschlagbare Kolben wirksam, die starr miteinander verbunden sind. In der Mitte ihrer gemeinsamen Verbindung befindet sich ein Bolzen, der senkrecht zur Bewegungsrichtung beider Kolben angeordnet ist. In die über die Wandung der Kolben überstehenden Tastflächen des Bolzens greift ein in einem Drehgelenk gelagerter Hebel ein, der mit seiner gabelförmig ausgelegten Klaue den Drehisolator über dieses Drehgelenk entsprechend der wechselseitigen Hubbewegungen für die Aus- und Einschaltungen betreibt. Dabei ist der gabelförmig ausgelegte Hebel so beschaffen, daß über eine an der Stirnseite des Gabelschenkels liegende, sich erst in der Endposition des Hubes in Bewegungsrichtung der Kolben verlaufende Auflauffläche der Trennschalter über seine Antriebselemente verriegelt ist (vergl. z. B. DE-AS 1257936, DE-AS 1139564 und DD-WP 220992). Dieses führt in der Antriebsanordnung zu einer sehr hohen, nicht vertretbaren mechanischen Belastung der Flanken der Gabel des Hebels und damit des über ein Rollenlager in der Gabelanordnung bewegten Bolzens. Demzufolge werden alle weiteren Antriebsbauteile bis zu ihrer Festigkeitsgrenze beansprucht und zeigen an bevorzugten Stellen nach dem Vollzug mehrerer Schalthandlungen plastische Verformungen. Andererseits ist während des Einschaltvorganges, sobald der bewegte Kontaktteil an der Strombahn bereits mit dem festen Kontaktteil in Berührung steht, kurz vor der Verriegelung der Antriebsbauteile eine hohe Antriebskraft, welche durch die gerade verlaufenden Innenkonturen der Gabelschenkel in Wechselwirkung mit dem Bolzen in der Anordnung erzeugt wird, nicht erforderlich, da die für das Verbinden der Kontaktteile nach Kontaktberührung notwendigen Kräfte durch die Einsatzbedingungen mit geringerem Betrage veranschlagt sind. Ein über den erforderlichen Bedingungen liegendes Niveau der Antriebskräfte kann somit ungewollte, bleibende Zerstörungen nicht nur der Antriebselemente, sondern auch der Kontaktbauteile verursachen. Statt dessen sollten die durch den Antrieb erzeugten Kräfte kurz vor oder während der Kontaktberührung merklich höher sein, um einen gesicherten Kontakteinlauf selbst unter den Bedingungen starker Verschmutzung oder Eisbildung zu gewährleisten, als sie mit der entsprechend dem derzeitigen Stand der Technik gegebenen Antriebsgabel erzeugt werden.

   Die gleichen Überlegungen gelten für den Ausschaltvorgang des Hebeltrenners, da durch die oben erwähnten geometrischen Bedingungen der Gabelschenkel eine bis zur Kontakttrennung anhaltende Maximalkraft nicht garantiert ist. Aus diesen Gründen ist es nötig, die Antriebsbauelemente, insbesondere den gabelförmigen Hebel, so zu gestalten, daß eine definierte, dem Kraftbedarf der Schalthandlung angepaßte Einleitung der Antriebskräfte erfolgt. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, daß die Konturen der Innenflanken des gabelförmig gestalteten Teiles des Antriebsbauelementes in einem vorbestimmten Teil konvex gekrümmt ausgebildet sind. Die konvexe Krümmung kann dabei komma-, kreis-, ellipsen- bzw. zykloidenähnlich geformt sein. Der geometrische Anfangspunkt des gewählten Verlaufes der Gabelkontur bestimmt bei dieser Ausführung den Anstieg der Übertragungskräfte und die Größe des Drehmomentes. Es hat sich nun gezeigt, daß aus räumlichen Gründen dieser Anfangspunkt nicht frei wählbar ist, so daß die bereits vorgeschlagene Lösung nicht bzw. nicht immer den gewünschten Erfolg gewährleistet.