EP1220250A2 - Energiespeicher für den Antrieb eines beweglichen Kontaktes eines elektrischen Schalters - Google Patents

Energiespeicher für den Antrieb eines beweglichen Kontaktes eines elektrischen Schalters Download PDF

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EP1220250A2
EP1220250A2 EP01250353A EP01250353A EP1220250A2 EP 1220250 A2 EP1220250 A2 EP 1220250A2 EP 01250353 A EP01250353 A EP 01250353A EP 01250353 A EP01250353 A EP 01250353A EP 1220250 A2 EP1220250 A2 EP 1220250A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
rod elements
abutment
energy store
movable abutment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01250353A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1220250A3 (de
Inventor
Jörg-Uwe DAHL
Ludvik Godesa
Marc Liebetruth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1220250A2 publication Critical patent/EP1220250A2/de
Publication of EP1220250A3 publication Critical patent/EP1220250A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock

Definitions

  • the invention is in the field of mechanisms for actuation of contact arrangements of electrical switches and is in the design of a spring-loaded drive operated drive mechanism to apply an energy store by means of a lever on a drive train a movable contact is coupled and the Energy storage between a fixed abutment and a movable abutment can be tensioned and by means of a Support arrangement held spring.
  • drive mechanism supports the support assembly fixed abutment of the storage spring and has a stop for the movable abutment.
  • the storage spring and the two abutments an independent unit that is only one of the two abutments positioned on a support structure of the switch is (EP 0 955 649 A2).
  • - Energy storage devices serve the energy required for a switching operation to provide the contact arrangement of the switch. You can be dimensioned in such a way that they can be switched on, i.e. to close the contact assembly as well those to turn off, i.e. needed to open the contact arrangement Save energy.
  • the switch can be an independent Unit trained energy storage outside of the switch pre-assembled and then easily using the lever coupled to the drive train of the movable contact and on the other is the energy storage on the Structure of the drive mechanism only geometrically positioned.
  • the one after closing and latching the contact arrangement remaining energy surplus of the spring is therefore essentially when striking the movable abutment derived on the support arrangement of the storage spring.
  • the energy store thus relates to this Excess energy is a closed system.
  • the invention is therefore based on the object, the support arrangement to be designed in such a way that they are frequently empty without substantial wear allowed.
  • This is according to the invention provided that the support arrangement of the energy store from a U-shaped plate element and two across Direction of action of the storage spring running side by side Rod elements exist, the rod elements the two side surfaces of the U-shaped plate element on Structure are supported and the stop of the movable Abutment as a shock absorber arranged on the rod elements is trained.
  • the invention is characteristic of that with shock absorbers provided support arrangement of the entire on the movable Abutment energy surplus is absorbed, in the interior of the support arrangement only with the ends the abutment provided storage spring is arranged.
  • the New energy storage devices can therefore be smaller than the one mentioned Energy storage (EP 0 696 039 B1) and be designed by means of one, for example, of several concentrically tight existing coil spring arranged in one another store significantly more energy.
  • a practical further training of the new energy storage provides that the rod elements as bolts with a circular Profile cross-section are formed and that the shock absorber an inner socket, an outer socket and one between them Have bushings arranged rubber-elastic molded body and are slidingly placed on the bolt.
  • shock-absorbing elements are known per se and are, for example used in commercial vehicles for leaf spring eye bearings.
  • the coupling of the lever on the movable abutment releasably shape. This is realized by moving the Abutment shaped surfaces for attaching to the shock absorbers, half-shell-shaped while doing so on the shock absorbers open side storage areas for creating a Lever penetrating bolt and a recess for receiving the lever to each other so that the Lever at the time the movable abutment strikes on the shock absorbers in its swivel direction has free clearance to the bar elements.
  • the after closing and latching the contact assembly remaining kinetic energy of the drive train can be intercepted particularly well if the rod elements in each case another, for striking the movable abutment have decoupled lever serving stop.
  • This stop can preferably be designed to absorb shock his. - If there are two shock absorbers on each of the two rod elements are arranged, which forms the further stop common inner socket or a further stop forming a common inner sleeve enclosing common have rubber-elastic molded body, then can this way even wear of this further Be ensured.
  • the low-voltage circuit breaker according to FIG. 1 has one Housing 1 on that to accommodate one - from a movable Contact 2 and a fixed contact 3 existing - Contact arrangement, an arc extinguishing chamber 4 and one is supported on a drive mechanism supported structure.
  • the Drive mechanism serves to actuate the movable Contact 2, the multiple in a pivoting contact carrier 7 supported and arranged parallel contact levers 8 (only one contact lever is visible in FIG. 1) having.
  • the contact lever 8 are in a known manner pivotable in the contact carrier 7 by means of a hinge pin 9 attached and biased by two contact force springs 10.
  • Flexible conductors 11 serve to connect the contact levers 8 with a lower connection rail 12.
  • the movable Contact 2 associated with the contact arrangement fixed Contact 3 is with an upper connection rail 13 connected.
  • the drive mechanism has one of a first coupling linkage 14, a second coupling link 15 and one Shift shaft 16 existing drive train for the movable Contact 2 on. Furthermore belong to the drive mechanism in addition to a key switch not shown in the figures, by means of which the contact arrangement in the open and can be latched in the closed position, also a the drive train coupled energy storage 6.
  • This Energy storage 6 consists of a fixed one Abutment 17 and a movable abutment 18th tensionable storage spring 19 between their abutments 17, 18 is held by means of a support arrangement.
  • the Support arrangement consisting of a plate element 20 and two Bar elements 21, 22, carries the fixed abutment 17 of the spring 19 and has a stop for that movable abutment 19 on.
  • This stop is by everyone two first sections 23 (see Figures 3 and 4) of two shock-absorbing Elements 24 formed on the rod elements 21, 22 are slidably attached.
  • the Stop provided support assembly 20, 21, 22 the storage spring 19 and the two abutments 17, 18 an independent Unit in the area of the movable abutment 18 the structure 5 of the drive mechanism is positioned.
  • To assembly outside the switch can be done independently Unit easily attached to the drive train of the moving contact 2 can be coupled.
  • pivotable lever 25 which is part of the first coupling linkage 14 of the drive train.
  • This lever 25 is formed in two parts, the two parts of the lever parallel to each other extending (see Figures 3 and 4).
  • the first linkage 14 is by means of the switching shaft 16 with the second coupling linkage 15 connected, the second coupling linkage 15 is articulated on the pivotable contact carrier 7.
  • the Structure 5 on which the drive mechanism is arranged has similar to the structure known from DE 44 16 088 C1 two support plates 26 and two limiting parts 27, which are parallel run to each other and that by means of several spacers 28 are interconnected. In FIG. 1 are a support plate 26 and a limiting part 27 visible.
  • the plate member 20 is the Support arrangement of the energy store made of sheet steel and bent into a U shape.
  • the rod elements 21, 22, which act as bolts are formed, run side by side transverse to the direction of action the storage spring 19. They are - the two side surfaces 29 of the U-shaped plate element 20 through - on the two support plates 26 of the structure. - The on the two rod elements 21, 22 slidably mounted shock-absorbing Elements 24 - of which only one in FIG.
  • the fixed abutment 17 of the spring 19 is present the base 34 of the U-shaped plate member 20 and has step-like arranged first contact surfaces 35 for each a first end 36 of several, forming the storage spring 19, Coil springs arranged concentrically one inside the other on.
  • the movable abutment 18 is on the second ends 37 of the coil springs placed loosely and has further, similarly arranged step-like contact surfaces 38.
  • the movable abutment 18 an internally threaded bore 39 and the fixed abutment 17 has a further bore 40 and the U-shaped plate member 20 has a third bore 41 on.
  • the storage spring 19 by means of a one end with an external thread 42 and at the other Screw 44 provided at the end with a head piece 43 (see FIG 3) - supported on the U-shaped plate element - between their two abutments are biased.
  • screw 44 is removed from the outside of base area 34 of the U-shaped plate element 20 through the bore 41 of the U-shaped plate element and the bore 40 of the fixed Abutment 17 inserted until they are with their Headpiece 43 is supported on the base 34.
  • the storage spring formed from the coil springs 19 can be tightened further by means of the screw 44, until the lever 25 consisting of two parallel parts between the movable abutment 18 and the one on the top Bar element 21 and the lower bar element 22 are attached shock-absorbing elements 24 is insertable.
  • the Lever 25 is a slot-like on the movable abutment 18 Recess 46 formed. Across this slit-like Recess 46 run two half-shell-shaped bearing surfaces 47 for one the ends of the two parts of the lever 25 penetrating bolt 48.
  • the tensioned position of the latched spring can be released.
  • By relaxing the Storage spring 19 acts by means of the movable abutment 18 driven lever 25 on the drive train of the movable Contact 2 until the contact arrangement 2, 3 is closed and latched.
  • the moving strikes Abutment 18 by means of two upper mold surfaces 49 on the upper rod element 21 trained shock absorbers 23 and means two lower mold surfaces 50 on the lower rod element 22 trained shock absorbers 23.
  • Abutment 18 Due to the guided by the lever 25 pivoting movement of the movable Abutment 18 acts part of the impact force tangentially the shock-absorbing sliding on the bolts 21, 22 Elements 24 so that a slight rotational movement of the shock-absorbing Elements in the direction of arrow 51 (see FIG. 2) is effected.
  • Such a rotary movement occurs every stop of the movable abutment 18 on the shock absorbers, so that the shock absorbers and in particular the circumferential surface of their outer bushings evenly stressed become.
  • the two parts of the lever 25 look up their decoupling from the movable abutment 18 on each one side of the two further axial sections 33 in the area where the rubber-elastic molded bodies are exposed. This is due to the rotary movement of the shock-absorbing Elements 24 also the entire circumferential surface of the rubber elastic Shaped body 32 evenly stressed.
  • the rubber-elastic molded body 32 can have two parts and only in the area of the shock absorbers for the moving First axial sections 23 forming abutments the shock-absorbing elements be formed, then the Lever 25 within the further axial section 33 on the Inner socket 30 strikes.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen einen Federkraftantrieb aufweisenden elektrischen Schalter, bei dem ein Energiespeicher vorgesehen ist, der eine zwischen einem feststehenden Widerlager (17) und einem beweglichen Widerlager (18) spannbare, in einer Stützanordnung (20,21,22) gehaltene Speicherfeder (19) aufweist, und bei dem die mit einem Anschlag (23) für das bewegliche Widerlager (18) versehene Stützanordnung gemeinsam mit der Speicherfeder (19) und den beiden Widerlagern (17, 18) eine eigenständige Baueinheit bildet, die im Bereich nur eines der beiden Widerlager an einem Tragwerk (5) positioniert ist.
Um eine hohe Lebensdauer des Energiespeichers auch bei häufigem Leerschalten zu gewährleisten, besteht die Stützanordnung aus einem U-förmigen Plattenelement (20) und zwei quer zur Wirkrichtung der Speicherfeder (19) nebeneinander verlaufenden Stabelementen (21,22), an denen der Anschlag für das bewegliche Widerlager (18) als Stoßdämpfer (23) ausgebildet ist. Hierbei durchgreifen die beiden Stabelemente (21,22) die Seitenflächen (29) des U-förmigen Plattenelementes (20) und sind am Tragwerk (5) gehaltert.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Mechanismen zum Betätigen von Kontaktanordnungen elektrischer Schalter und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines mittels Federkraftantrieb betriebenen Antriebsmechanismus anzuwenden, bei dem ein Energiespeicher mittels eines Hebels an einen Antriebsstrang eines beweglichen Kontaktes angekoppelt ist und der Energiespeicher eine zwischen einem feststehenden Widerlager und einem beweglichen Widerlager spannbare und mittels einer Stützanordnung gehaltene Speicherfeder aufweist.
Bei einem bekannten, mit einem derartigen Energiespeicher versehenen Antriebsmechanismus trägt die Stützanordnung das feste Widerlager der Speicherfeder und weist einen Anschlag für das bewegliche Widerlager aufweist. Dabei bilden die Stützanordnung, die Speicherfeder und die beiden Widerlager eine eigenständige Baueinheit, die im Bereich nur eines der beiden Widerlager an einem Tragwerk des Schalters positioniert ist (EP 0 955 649 A2). - Energiespeicher dienen dazu, die für einen Schaltvorgang benötigte Energie zur Betätigung der Kontaktanordnung des Schalters bereitzustellen. Sie können hierbei so bemessen sein, dass sie sowohl die zum Einschalten, d.h. zum Schließen der Kontaktanordnung als auch die zum Ausschalten, d.h. zum Öffnen der Kontaktanordnung benötigte Energie speichern. - Bei dem genannten bekannten Antriebsmechanismus wird Energie zum Ausschalten in Kontaktkraftfedern gespeichert, die beim Einschalten durch Entspannen der Speicherfeder des Energiespeichers gespannt werden. Hierdurch kann die aus einem feststehenden und dem beweglichen Kontakt bestehende Kontaktanordnung unmittelbar nach dem Schließen wieder geöffnet werden. Um die Kontaktanordnung entgegen der Kraft der Kontaktkraftfedern und entgegen den zwischen den beiden Kontakten wirkenden elektrodynamischen Kräften sicher zu schließen und in ihrer geschlossenen Stellung mittels eines Schaltschlosses zu verklinken, muss stets mit einem Energieüberschuss der Speicherfeder gearbeitet werden. Hierbei weist der genannte Energiespeicher zwei Vorteile gegenüber anderen bekannten Energiespeichern auf, bei denen die Speicherfeder beispielsweise direkt am Tragwerk des Antriebsmechanismus abgestützt ist. Zum einen kann der als eigenständige Baueinheit ausgebildete Energiespeicher außerhalb des Schalters vormontiert und danach leicht mittels des Hebels an den Antriebsstrang des beweglichen Kontaktes angekoppelt werden und zum anderen ist der Energiespeicher an dem Tragwerk des Antriebsmechanismus lediglich geometrisch positioniert. Der nach dem Schließen und Verklinken der Kontaktanordnung verbleibende Energieüberschuss der Speicherfeder wird daher beim Anschlagen des beweglichen Widerlagers im wesentlichen auf die Stützanordnung der Speicherfeder abgeleitet. Der Energiespeicher stellt somit in Bezug auf diesen Energieüberschuss ein geschlossenes System dar.
Bei einem besonders hoher Energieüberschuss - der insbesondere beim Leerschalten, d. h. beim Entspannen der Speicherfeder bei bereits geschlossener Kontaktanordnung auftritt, da hierbei nur ein sehr geringer Anteil der gesamten Energie der Speicherfeder von dem Antriebsstrang des beweglichen Kontaktes aufgenommen wird - wird der Anschlag stark beansprucht. Insbesondere häufiges Leerschalten kann zu einem vorzeitigen Verschleiß der bekannten Stützanordnung führen. Derartiges Leerschalten ist mitunter vorgesehen, um beispielsweise für Montagearbeiten eine nach dem Einschalten erneut gespannte Speicherfeder zu entspannen und dadurch eine Gefährdung insbesondere der den Schalter bedienenden Personen sicher auszuschließen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Stützanordnung so zu gestalten, dass sie häufiges Leerschalten ohne wesentlichen Verschleiß gestattet. Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Stützanordnung des Energiespeichers aus einem U-förmigen Plattenelement und zwei quer zur Wirkrichtung der Speicherfeder nebeneinander verlaufenden Stabelementen besteht, wobei die Stabelemente die beiden Seitenflächen des U-förmigen Plattenelementes durchgreifend am Tragwerk gehaltert sind und wobei der Anschlag des beweglichen Widerlagers als an den Stabelementen angeordnete Stoßdämpfer ausgebildet ist.
Dadurch wird eine sehr stabile, den Energieüberschuss dämpfend aufnehmende Stützeinrichtung geschaffen, die nur aus wenigen Teilen besteht und einer geringen Abnutzung unterworfen ist.
An sich ist ein Energiespeicher für einen Mehrpol-Leistungsschalter bekannt, der einen Dämpfungsanschlag für ein bewegliches Widerlager aufweist, an dem ein erstes Ende einer Hauptspeicherfeder und ein erstes Ende einer Vorspann-Hilfsfeder abgestützt sind. Der Dämpfungsanschlag ist dabei an einem mittels der Vorspann-Hilfsfeder bewegbaren Schieber ausgebildet, an dem das zweite Ende der Hauptspeicherfeder abgestützt ist. Aufgrund dieser Anordnung nimmt der Dämpfungsanschlag den Energieüberschuss der Haupteinschaltfeder auf, ohne jedoch die Bewegung des mit einem Mitnehmerhebel gekoppelten beweglichen Widerlagers zu begrenzen. Das bewegliche Widerlager bewegt sich unter der Krafteinwirkung der Vorspann-Hilfsfeder weiter, bis der Mitnehmerhebel an einem außerhalb des Energiespeichers angeordneten Bolzen anschlägt (EP 0 696 039 B1). Bei diesem Energiespeicher wird der Innenraum der Haupteinschaltfeder zur Unterbringung des ihr zugeordneten Dämpfungsanschlages benutzt. - Demgegenüber ist für die Erfindung charakteristisch, dass von der mit den Stoßdämpfern versehenen Stützanordnung der gesamte auf das bewegliche Widerlager wirkende Energieüberschuss aufgenommen wird, wobei im Innenraum der Stützanordnung nur die endseitig mit den Widerlagern versehene Speicherfeder angeordnet ist. Der neue Energiespeicher kann daher kleiner als der genannten Energiespeicher (EP 0 696 039 B1) gestaltet sein und dabei mittels einer beispielsweise aus mehreren konzentrisch dicht ineinander angeordneten Schraubenfedern bestehenden Speicherfeder wesentlich mehr Energie speichern.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des neuen Energiespeichers sieht vor, dass die Stabelemente als Bolzen mit kreisförmigem Profilquerschnitt ausgebildet sind und dass die Stoßdämpfer eine Innenbuchse, eine Außenbuchse und einen zwischen diesen Buchsen angeordneten gummielastischen Formkörper aufweisen und gleitend auf den Bolzen aufgesetzt sind. - Derartige stoßdämpfende Elemente sind an sich bekannt und werden beispielsweise bei Nutzfahrzeugen für Blattfederaugenlager verwendet. (Produkt der Firma Mannesmann BOGE GmbH, Deutschland, Bonn) - Aufgrund der Ankopplung des Hebels an dem beweglichen Widerlager und der Anordnung der Stoßdämpfer auf den am Tragwerk ortsfest positionierten Bolzen führt das bewegliche Widerlager beim Einschalten eine Schwenkbewegung aus, wodurch beim Anschlagen des Widerlagers an den Stoßdämpfern eine geringe Drehbewegung der gleitend angeordneten Stoßdämpfer bewirkt wird. Bei mehreren Einschaltvorgängen werden dadurch verschiedene Abschnitte des Umfanges der Stoßdämpfer durch das Anschlagen des Widerlagers belastet, so dass im Ergebnis sehr vieler Einschaltvorgänge der gesamte Umfang einer gleichmäßig verteilten Abnutzung unterliegt. Dadurch ist selbst bei häufigem Leerschalten eine hohe Lebensdauer der Stoßdämpfer und der Stützanordnung insgesamt sichergestellt.
Um den Energieüberschuss vom Antriebsstrang fernzuhalten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Ankopplung des Hebels an dem beweglichen Widerlager lösbar zu gestalten. Das wird dadurch realisiert, dass an dem beweglichen Widerlager Formflächen zum Anschlagen an den Stoßdämpfern, halbschalenförmige und dabei auf der den Stoßdämpfern zugewandten Seite offene Lagerflächen zum Anlegen eines den Hebel durchsetzenden Bolzens sowie eine Ausnehmung zur Aufnahme des Hebels derart zueinander angeordnet sein, dass der Hebel im Zeitpunkt des Anschlagens des beweglichen Widerlagers an den Stoßdämpfern in seiner Schwenkrichtung einen freien Abstand zu den Stabelementen aufweist.
Die nach dem Schließen und Verklinken der Kontaktanordnung verbleibende kinetische Restenergie des Antriebsstranges kann besonders gut abgefangen werden, wenn die Stabelemente jeweils einen weiteren, zum Anschlagen des vom beweglichen Widerlager entkoppelten Hebels dienenden Anschlag aufweisen. Dieser Anschlag kann vorzugsweise stoßdämpfend ausgebildet sein. - Wenn an jedem der beiden Stabelemente zwei Stoßdämpfer angeordnet sind, die eine den weiteren Anschlag bildende gemeinsame Innenbuchse oder einen den weiteren Anschlag bildenden, eine gemeinsame Innenbuchse umschließenden gemeinsamen gummielastischen Formkörper aufweisen, dann kann auf diese Weise auch eine gleichmäßige Abnutzung dieses weiteren Anschlages sichergestellt werden.
Zwei sich in der Ausbildung ihrer stoßdämpfenden Elemente unterscheidende Ausführungsbeispiele des neuen Energiespeichers sind in den Figuren 1 bis 5 dargestellt.
Dabei zeigen
  • Figur 1 einen schematisch dargestellten Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten Energiespeicher, der mittels eines Hebels an einen Antriebsstrang eines beweglichen Kontaktes angekoppelt ist und der eine zwischen einem feststehenden und einem beweglichen Widerlager spannbare Speicherfeder aufweist,
  • Figur 2 eine Schnittdarstellung des Energiespeichers gemäß Figur 1 in einem Bereich um das bewegliche Widerlager im Zeitpunkt des Anschlagens des beweglichen Widerlagers an zwei stoßdämpfende Elemente,
  • Figur 3 eine Aufsicht auf den Energiespeicher gemäß Figur 1 mit einer zweiten Schnittdarstellung des Bereiches um das bewegliche Widerlager entlang der Linie A-A in Figur 2,
  • Figur 4 die zweite Schnittdarstellung des Bereiches um das bewegliche Widerlager gemäß Figur 3 im Zeitpunkt des Anschlagens des Hebels an das stoßdämpfende Element und
  • Figur 5 eine weitere Schnittdarstellung eines Bereiches eines zweiten Energiespeichers.
    • Der Niederspannungs-Leistungsschalter gemäß Figur 1 weist ein Gehäuse 1 auf, dass zur Aufnahme einer - aus einem beweglichen Kontakt 2 und einem feststehenden Kontakt 3 bestehenden - Kontaktanordnung, einer Lichtbogenlöschkammer 4 und eines an einem Tragwerk abgestützten Antriebsmechanismus dient. Der Antriebsmechanismus dient hierbei zur Betätigung des beweglichen Kontaktes 2, der mehrere in einem schwenkbaren Kontaktträger 7 abgestützte und parallel zueinander angeordnete Kontakthebel 8 (in der Figur 1 ist nur ein Kontakthebel sichtbar) aufweist. Die Kontakthebel 8 sind in bekannter Weise mittels eines Gelenkbolzens 9 in dem Kontaktträger 7 schwenkbar angebracht und durch je zwei Kontaktkraftfedern 10 vorgespannt. Biegsame Leiter 11 dienen zur Verbindung der Kontakthebel 8 mit einer unteren Anschluss-Schiene 12. Der dem beweglichen Kontakt 2 der Kontaktanordnung zugeordnete feststehende Kontakt 3 ist mit einer oberen Anschluss-Schiene 13 verbunden.
    Der Antriebsmechanismus weist einen aus einem ersten Koppelgestänge 14, einem zweiten Koppelgestänge 15 sowie einer Schaltwelle 16 bestehenden Antriebsstrang für den beweglichen Kontakt 2 auf. Weiterhin gehören zu dem Antriebsmechanismus neben einem in den Figuren nicht dargestellten Schaltschloss, mittels dessen die Kontaktanordnung in geöffneter und in geschlossener Stellung verklinkbar ist, auch ein an den Antriebsstrang gekoppelter Energiespeicher 6. Dieser Energiespeicher 6 besteht aus einer zwischen einem feststehenden Widerlager 17 und einem beweglichen Widerlager 18 spannbaren Speicherfeder 19, die zwischen ihren Widerlagern 17, 18 mittels einer Stützanordnung gehaltenen ist. Die Stützanordnung, die aus einem Plattenelement 20 und zwei Stabelementen 21, 22 besteht, trägt das feststehende Widerlager 17 der Speicherfeder 19 und weist einen Anschlag für das bewegliche Widerlager 19 auf. Dieser Anschlag wird von je zwei ersten Abschnitten 23 (siehe Figur 3 und 4) zweier stoßdämpfender Elemente 24 gebildet, die auf den Stabelementen 21, 22 gleitend aufgesetzt sind. Hierbei bilden die mit dem Anschlag versehene Stützanordnung 20, 21, 22 die Speicherfeder 19 und die beiden Widerlager 17, 18 eine eigenständige Baueinheit, die im Bereich des beweglichen Widerlagers 18 an dem Tragwerk 5 des Antriebsmechanismus positioniert ist. Nach der Montage außerhalb des Schalters kann diese eigenständige Baueinheit leicht an den Antriebsstrang des beweglichen Kontaktes 2 angekoppelt werden.
    Zur Ankopplung des Energiespeichers an den Antriebsstrang dient ein an dem beweglichen Widerlager 18 abstützbarer, schwenkbarer Hebel 25, der Teil des ersten Koppelgestänges 14 des Antriebsstranges ist. Dieser Hebel 25 ist zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Teile des Hebels parallel zueinander verlaufenden (vgl Figuren 3 und 4). Das erste Koppelgestänge 14 ist mittels der Schaltwelle 16 mit dem zweiten Koppelgestänge 15 verbunden, wobei das zweite Koppelgestänge 15 an dem schwenkbaren Kontaktträger 7 angelenkt ist. - Das Tragwerk 5, an dem der Antriebsmechanismus angeordnet ist, weist ähnlich dem aus der DE 44 16 088 C1 bekannten Tragwerk zwei Tragplatten 26 und zwei Begrenzungsteile 27 auf, die parallel zueinander verlaufen und die mittels mehrerer Abstandsstücke 28 miteinander verbunden sind. In der Figur 1 sind jeweils eine Tragplatte 26 und ein Begrenzungsteil 27 sichtbar.
    Gemäß den Figuren 2 und 3 ist das Plattenelement 20 der Stützanordnung des Energiespeichers aus Stahlblech gefertigt und U-förmig gebogen. Die Stabelemente 21, 22, die als Bolzen ausgebildet sind, verlaufen nebeneinander quer zur Wirkrichtung der Speicherfeder 19. Sie sind - die beiden Seitenflächen 29 des U-förmigen Plattenelementes 20 durchgreifend - an den beiden Tragplatten 26 des Tragwerkes gehaltert. - Die auf den beiden Stabelementen 21, 22 gleitend aufgesetzten stoßdämpfenden Elemente 24 - von denen in der Figur 3 nur eines sichtbar ist - weisen jeweils zwei zueinander beabstandet an den Enden einer Innenbuchse 30 angeordnete Außenbuchsen 31 auf, zwischen denen ein die gesamte umlaufende Fläche der Innenbuchse umschließender, galvanisch sowohl mit der Innenbuchse 30 als auch mit den beiden Außenbuchsen 31 verbundener gummielastischer Formkörper 32 angeordnet ist. Hierbei bilden jeweils die von der Außenbuchse 31 umschlossenen ersten axialen Abschnitte 23 eines stoßdämpfenden Elementes 24 Stoßdämpfer, an denen das beweglichen Widerlager 18 anschlägt. Der jeweils zwischen den ersten axialen Abschnitten 23 eines stoßdämpfenden Elementes verlaufende weitere axiale Abschnitt 33 ist dem Hebel 25 zugeordnet. Da die gummielastischen Formkörper 32 der beiden stoßdämpfenden Elemente 24 jeweils innerhalb dieser weiteren axialen Abschnitte 33 freiliegen-bilden sie jeweils einen weiteren, den Stoß des Hebels 25 dämpfenden Anschlag.
    Das feststehende Widerlager 17 der Speicherfeder 19 liegt an der Grundfläche 34 des U-förmigen Plattenelementes 20 an und weist stufenartig angeordnete erste Anlageflächen 35 für jeweils ein erstes Ende 36 mehrerer, die Speicherfeder 19 bildender, konzentrisch ineinander angeordneter Schraubenfedern auf. Das bewegliche Widerlager 18 ist auf den zweiten Enden 37 der Schraubenfedern lose aufgesetzt und weist hierzu weitere, ähnlich stufenartig angeordnete Anlageflächen 38 auf.
    Zur Montage der Speicherfeder 19 weist das bewegliche Widerlager 18 eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 39 sowie das feststehende Widerlager 17 eine weitere Bohrung 40 und das U-förmige Plattenelement 20 eine dritte Bohrung 41 auf. Hierbei kann die Speicherfeder 19 mittels einer an ihrem einen Ende mit einem Außengewinde 42 und an ihrem anderen Ende mit einem Kopfstück 43 versehenen Schraube 44 (siehe Figur 3) - an dem U-förmigen Plattenelement abgestützt - zwischen ihren beiden Widerlagern vorgespannt werden. Die Schraube 44 wird dazu von der Außenseite der Grundfläche 34 des U-förmigen Plattenelementes 20 durch die Bohrung 41 des U-förmigen Plattenelementes und die Bohrung 40 des feststehenden Widerlagers 17 durchgesteckt, bis sie sich mit ihrem Kopfstück 43 an der Grundfläche 34 abstützt. Danach wird die Speicherfeder 19 aufgesetzt und das bewegliche Widerlager 18 soweit aufgeschraubt, bis die axiale Länge der Speicherfeder 19 soweit verkürzt ist, dass die Stabelemente 21, 22 durch Öffnungen 45 der Seitenflächen 29 des U-förmigen Plattenelementes 20 führbar sind. Auf diese Weise können mit unterschiedlicher Speicherkraft ausgestattete Energiespeicher vormontiert und gelagert werden.
    Zur Ankopplung des Energiespeichers an den Antriebsstrang des Schalters kann die aus den Schraubenfedern gebildete Speicherfeder 19 mittels der Schraube 44 weiter gespannt werden, bis der aus zwei parallelen Teilen bestehende Hebel 25 zwischen dem beweglichen Widerlager 18 und den auf dem oberen Stabelement 21 und dem unteren Stabelement 22 aufgesetzten stoßdämpfenden Elementen 24 einführbar ist. Zur Aufnahme des Hebels 25 ist an dem beweglichen Widerlager 18 eine schlitzartige Ausnehmung 46 ausgebildet. Quer zu dieser schlitzartigen Ausnehmung 46 verlaufen zwei halbschalenförmige Lagerflächen 47 für einen die Enden der beiden Teile des Hebels 25 durchsetzenden Bolzen 48. Nach der Kopplung des Energiespeichers mit dem Antriebsstrang wird die Schraube 44 entfernt.
    Durch einen Ausschaltvorgang ist die gespannte Stellung der verklinkten Speicherfeder freigebbar. Durch Entspannen der Speicherfeder 19 wirkt der mittels des beweglichen Widerlagers 18 angetriebene Hebel 25 auf den Antriebsstrang des beweglichen Kontaktes 2 solange, bis die Kontaktanordnung 2, 3 geschlossen und verklinkt ist. Danach schlägt das bewegliche Widerlager 18 mittels zweier oberer Formflächen 49 an den am oberen Stabelement 21 ausgebildeten Stoßdämpfern 23 und mittels zweier unterer Formflächen 50 an den am unteren Stabelement 22 ausgebildeten Stoßdämpfern 23 an. - Aufgrund der durch den Hebel 25 geführten Schwenkbewegung des beweglichen Widerlagers 18 wirkt ein Teil der Stoßkraft tangential auf die gleitend auf den Bolzen 21, 22 aufgesetzten stoßdämpfenden Elemente 24, so dass eine geringe Drehbewegung der stoßdämpfenden Elemente in Richtung des Pfeiles 51 (vgl. Figur 2) bewirkt wird. Eine derartige Drehbewegung vollzieht sich bei jedem Anschlag des beweglichen Widerlagers 18 an den Stoßdämpfern, so dass die Stoßdämpfer und dabei insbesondere die umlaufende Fläche ihrer Außenbuchsen gleichmäßig beansprucht werden.
    Im Zeitpunkt des Anschlagens des Widerlagers weisen die beiden Teile des Hebels 25 einen freien radialen Abstand 52 zu den stoßdämpfenden Elementen 24 auf. Aufgrund der kinetischen Restenergie der Elemente des Antriebsstranges bewegen sich die beiden Teile des Hebels 25 nach dem Anschlag des beweglichen Widerlagers aus den in Richtung der stoßdämpfenden Elemente 24 offen ausgebildeten Lagerflächen 47 heraus und um den freien radialen Abstand 52 weiter, so dass der Energieüberschuss der Speicherfeder nicht auf den Antriebsstrang abgeleitet werden kann. Dieser Energieüberschuss wird durch die Stützanordnung aufgenommen. Dabei verzehren die stoßdämpfenden Elemente 24 einen Großteil des Energieüberschusses, während jeweils ein geringerer Teil durch elastische Verformung des U-förmigen Plattenelementes 20 und durch das schwenkend anstoßende bewegliche Widerlager 18 verzehrt werden.
    Gemäß Figur 4 schlagen die beiden Teile des Hebels 25 nach ihrer Entkopplung von dem beweglichen Widerlager 18 an jeweils einer Seite der beiden weiteren axialen Abschnittes 33 an, im Bereich derer die gummielastische Formkörper freiliegen. Dabei wird durch die Drehbewegung der stoßdämpfenden Elemente 24 auch die gesamte umlaufende Fläche der gummielastischen Formkörper 32 gleichmäßig beansprucht.
    Gemäß Figur 5 kann der gummielastische Formkörper 32 zweiteilig und dabei nur im Bereich der die Stoßdämpfer für das bewegliche Widerlager bildenden ersten axialen Abschnitte 23 der stoßdämpfenden Elemente ausgebildet sein, wobei dann der Hebel 25 innerhalb des weiteren axialen Abschnittes 33 an der Innenbuchse 30 anschlägt.

    Claims (7)

    1. Energiespeicher (6), der mittels eines Hebels (25) an einen Antriebsstrang eines beweglichen Kontaktes (2) eines elektrischen Schalters angekoppelt ist und der eine zwischen einem feststehenden Widerlager (17) und einem beweglichen Widerlager (18) spannbare und mittels einer Stützanordnung gehaltene Speicherfeder (19) aufweist,
      wobei die Stützanordnung das feste Widerlager der Speicherfeder trägt und einen Anschlag für das bewegliche Widerlager aufweist und
      wobei die Stützanordnung, die Speicherfeder und die beiden Widerlager eine eigenständige Baueinheit bilden, die im Bereich nur eines der beiden Widerlager an einem Tragwerk (5) des Schalters positioniert ist,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Stützanordnung aus einem U-förmigen Plattenelement (20) und zwei quer zur Wirkrichtung der Speicherfeder (19) nebeneinander verlaufenden Stabelementen (21,22) besteht,
      wobei die Stabelemente (21,22) die beiden Seitenflächen (29) des U-förmigen Plattenelementes (20) durchgreifend am Tragwerk (5) gehaltert sind und
      wobei der Anschlag des beweglichen Widerlagers (18) als an den Stabelementen (21,22) angeordnete Stoßdämpfer (23) ausgebildet ist.
    2. Energiespeicher nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Stabelemente (21,22) als Bolzen mit kreisförmigem Profilquerschnitt ausgebildet sind und
      dass die aus einer Innenbuchse (30), einer Außenbuchse (31) und einem zwischen diesen Buchsen angeordneten gummielastischen Formkörper (32) bestehenden Stoßdämpfer (23) gleitend auf den Bolzen aufgesetzt sind.
    3. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass an dem beweglichen Widerlager (18) Formflächen (49,50), Lagerflächen (47) und eine Ausnehmung (46) ausgebildet sind,
      wobei die Formflächen (49,50) den Stoßdämpfern (23) und die Lagerflächen (47) einem den Hebel (25) durchsetzenden Bolzen (48) zugeordnet sind und die Ausnehmung (46) zur Aufnahme des Hebels (25) dient und
      wobei zur Entkopplung des Hebels (25) von dem beweglichen Widerlager (18) die Lagerflächen (47) halbschalenförmig und dabei auf der den Stabelementen (21,22) zugewandten Seite offen ausgebildet sind und der Hebel (25) im Zeitpunkt des Anschlagens des beweglichen Widerlagers (18) an den Stoßdämpfern (21,22) in seiner Schwenkrichtung einen freien Abstand (52) zu den Stabelementen (21,22) aufweist.
    4. Energiespeicher nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Stabelemente (21,22) jeweils einen weiteren, zum Anschlagen des Hebels dienenden Anschlag (33) aufweisen.
    5. Energiespeicher nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Anschlag (33) stoßdämpfend ausgebildet ist.
    6. Energiespeicher nach Anspruch 4,
      dass an jedem der beiden Stabelemente (21,22) zwei Stoßdämpfer (23) angeordnet sind,
      wobei die Stoßdämpfer (23) jeweils eines Stabelementes eine gemeinsame Innenbuchse (30) aufweisen, die zugleich den weiteren, dem Hebel (25) zugeordneten Anschlag (33) bildet.
    7. Energiespeicher nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der beiden Stabelemente (21,22) zwei Stoßdämpfer (23) angeordnet sind,
      wobei die Stoßdämpfer (23) jeweils eines Stabelementes eine gemeinsame Innenbuchse (30) sowie einen gemeinsamen gummielastischen Formkörper (32) aufweisen,
      wobei der gummielastische Formkörper (32) den weiteren Anschlag (33) für den Hebel (25) bildet.
    EP01250353A 2000-12-21 2001-10-08 Energiespeicher für den Antrieb eines beweglichen Kontaktes eines elektrischen Schalters Withdrawn EP1220250A3 (de)

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