DE1062308B - Antriebsvorrichtung fuer bewegliche Kontaktarme von Trennschaltern - Google Patents

Description

An Freilufttrennschaltern der Einsäulenbauart mit scherenartig ausgebildeter beweglicher Strombahn werden die beweglichen Kontaktarme und deren Antriebsglieder sowohl im ein- als auch ausgeschalteten Zustand durch die unvermeidlichen Witterungseinfliisse (Wind, Sturm, Schnee, Eis u. dgl.) mechanisch sehr hoch beansprucht, so daß mit Beschädigungen dieser Teile gerechnet werden muß.

Besonders gefährdet erscheinen derartige Freilufttrennschalter für hohe Spannungen, bei denen die .Scherenarme eine Länge von über 3 m erreichen. Die schwersten Beanspruchungen sind während des Schaltvorganges und im eingeschalteten Zustand zu erwarten, insbesondere dann, wenn zur Erzielung einer verläßlichen Kontaktgabe die an den Enden der Scherenarme angeordneten Schaltstücke greifer- oder zangenförmig ausgebildet sind und die an Leiterseilen befestigten Gegenscbaltstücke fest umgreifen. Zufolge einer so gut wie starren Verbindung mit dem Leiterseil müssen die Kontaktarme sämtliche durch Wind, Eislast und Eislastabwurf verursachten Schwingungen mitmachen bzw. den dadurch auftretenden äußerst hohen mechanischen Beanspruchungen standhalten.

Es ist bereits versucht worden, die zangenförmigen Schaltstücke an den Enden der Scheren- oder Pantographenarme durch zwischengeschaltete Federn zu befestigen, um so einen gewissen Ausgleich der auftretenden Schwingbewegungen und eine Milderung der Beanspruchungen zu erreichen. Diese Ausführungen zeigen jedoch verschiedene Nachteile, weil die an den Enden der Kontaktarme erforderlichen Federn im Winter vereisen und dadurch wirkungslos werden. Außerdem unterliegen die ungeschützten Federn zu sehr den Korrosionsangriffen und verursachen bei hohen Spannungen frühzeitig Korona- bzw. Sprüherscheinungen.

Es wurde erkannt, daß mit einer einfachen Synchronisierung der Bewegungen der gegeneinander schwenkbaren Kontaktarme, wie eine solche durch den Antrieb der Kontaktarme üblicherweise gegeben ist, kein auf die Dauer einwandfreier Betrieb erreicht werden kann, weil die Antriebsglieder nicht nur durch die zu übertragenden Kontaktkräfte, sondern außerdem durch die unkontrollierbar hohen Kräfte infolge AVind, Eisabwurf der die Gegenkontakte tragenden Leiterseile oder durch Vereisung der Kontakte äußerst hoch beansprucht werden können. Somit muß mit einer Deformierung oder gar mit dem Bruch einzelner Glieder des Antriebes, in den auch Porzellanisolatoren eingeschaltet sind, gerechnet werden.

Von dieser Erkenntnis ausgehend und unter Berücksichtigung einer betrieblichen Forderung, wonach in einem solchen lokalen Schadensfall der Betrieb bis zur nächstmöglichen Außerbetriebnahrne des Schalters Antriebsvorrichtung
für bewegliche Kontaktarme
von Trennschaltern

Anmelder:
»ELIN«

Aktiengesellschaft für elektrische Industrie, Wien

Vertreter: Dipl.-Ing. C demente, Patentanwalt,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26

Beanspruchte Priorität:
Österreich, vom 6. Dezember 1954

Hans Manzinger und Peter Feike_r Wien,
sind als Erfinder genannt worden

weitergeführt werden soll, sowie zum Schutze der den Kontaktarmen vorgeschalteten Antriebsglieder wird vorgeschlagen, die beiden Gegeneinander schwenkbaren Kontaktarme, die von einer in Fortsetzung der Stützisolatorachse angeordneten Drehwelle über eine Doppelkurbel, Kreuzgelenke und Antriebsstangen synchron betätigt werden, erfindungsgemäß zusätzlich zti synchronisieren, indem zwischen den Drehachsen der Kontaktarme eine zusätzliche Kupplung angeordnet ist, die auch bei Störung des Antriebes eines Kontaktarmes die synchrone Bewegung beider Kontaktarme erzwingt.

Besonders vorteilhaft und einfach erweist sich hierbei die erfindungsgemäße Anordnung zweier Seiltriebe zwischen den Drehwellen der beiden Kontaktarme, wobei für jede der beiden Bewegungsrichtungen ein eigener Seilzug vorgesehen ist. Die Seiltriebe sind ohne weiteres so einstellbar, daß eine vollkommen gleichförmige Bewegung der beiden Kontaktarme gewährleistet ist. Sie sind einfach herstellbar und räumlich leicht unterzubringen.

Nach einem weiteren Vorschlag wird die bewegungsgleiche Einstellung der beiden Seiltriebe dadurch erleichtert, daß die Seile der Seilzüge an Seilscheiben lösbar befestigt sind, beispielsweise mittels Einlegekeil in einer etwa tangential verlaufenden, sich verjüngenden Nut in der Seilscheibe. Hierbei ist die Bewegungsgleichheit der Seile während des Ab- und

909 57S/313

Auflaufens durch eine Führung der Seile zwischen an den Seilscheiben angeordneten Flanschen gewährleistet.

Eine besonders platzsparende und gegen äußere Einflüsse geschützte Unterbringung der Seiltriebe ist nach einem weiteren Vorschlag dadurch möglich, daß die Seilzüge einschließlich der Seilscheiben innerhalb eines den Antrieb und die Lagerstellen für die Drehwellen der beiden Kontaktarme enthaltenden Kastens angeordnet sind. Besondere funktionelle und konstruktive Vorteile ergeben sich ferner durch eine Anordnung der Seilscheiben innerhalb des Antriebskastens auf den Drehwelten der Kontaktarme in der Nähe der Lagerstellen der Kontaktarmwellen, wobei die beiden zu einem Kontaktarm gehörenden Seilscheiben über eine Verbindungswelle starr und unlösbar miteinander verbunden sind, und die außerhalb des Antriebskastens liegenden Naben der Kontaktarme auf Achsstummeln sitzen, die mit der Verbindungswelle der Seilscheiben einstellbar und lösbar verbunden sind.

Bisher war es üblich, die beiden Kontaktarme von Trennschaltern der Säulenbauart über eine Doppelkurbel anzutreiben, die auf einer in der Fortsetzung der Stützerachse angeordneten Welle befestigt ist. Bei dem üblichen Schaltwinkel von etwa 180° an der Welle bedingte dies die Anwendung entsprechend gebogener Antriebsstangen zwischen der Doppelkurbel und den Kontaktarmen. Infolge der erwähnten hohen zusätzlichen Beanspruchungen, denen die Übertragungsglieder ausgesetzt sind, erweisen sich jedoch derart gebogene Antriebsstangen als besonders gefährdet. Im Zusammenhang mit dem Erfindungsgedanken ist es vorteilhaft, diesen aufgezeigten Mangel dadurch zu beheben, daß die synchrone Betätigung der gegeneinander sclnvenkbaren Kontaktarme in der Weise erfolgt, daß innerhalb des auf dem einzigen Stützisolator aufgebauten Getriebekastens jedem Kontaktarm eine eigene, parallel zur Stützerachse verlaufende Antriebswelle zugeordnet ist und jede dieser Wellen nach ihrem Durchtritt durch das Getriebekastengehäuse mit einer Einfachkurbel versehen ist, so daß zwischen den Einfachkurbeln und den Kontaktarmen nunmehr gerade Antriebsstangen vorgesehen werden können. Die beiden Antriebswellen der Kontaktarme wiederum werden über ein Getriebe von einer gemeinsamen Welle angetrieben, die in Fortsetzung der Isolierantriebswelle liegt und mit dieser unmittelbar gekuppelt ist. DieseArt des Kontaktarmantriebes kommt dem mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Kupplung zwischen den Drehachsen der Kontaktarme erstrebten Ziel insofern entgegen, als das Lagerspiel der beiden Wellen zusammen mit dem Spiel im Getriebe zur gemeinsamen Antriebswelle hin im Synchronantrieb der beiden Kontaktarme eine gewisse Freizügigkeit erreichen läßt, so daß auch von der Antriebsseite her die bei solchen Trennschalterantrieben zu erwartenden Störeinflüsse berücksichtigt werden.

Ein besonders günstiges Verhalten der Kontaktarme bzw. ihres Antriebes läßt sich erreichen, wenn nach einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag die zwischen den beiden Antriebskurbeln und den Kontaktarmen für die Bewegungs- bzw. Kraftübertragung angeordneten Antriebsstangen unter Zwischenschaltung von Federkupplungen ausgeführt sind. Der an der Kontaktstelle erforderliche Druck ist dann nicht nur von der Federung der Kontaktarme und deren Antriebsgliedern abhängig, sondern wird im wesentlichen von eigens hierzu bestimmten und in ihrer Be-

messung weitgehend freien Gliedern aufgebracht, die außerdem einstellbar angeordnet werden können. Außerdem braucht bei der Bemessung und Werkstoffwahl der Kontaktarme und ihrer Antriebsglieder nicht mehr auf den zulässigen bzw. erforderlichen Kontaktdruck Rücksicht genommen zu werden, und diese Teile können nur im Hinblick auf ihre erforderliche Stabilität und entsprechend den durch die Witterungseinflüsse bedingten Beanspruchungen bemessen werden.

ίο Überaus günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Antriebsstangen zwischen den Antriebskurbeln und den Kontaktarmen derart ausgebildet sind, daß die vorgesehenen Federkupplungen jene Enden der Antriebsstangen bilden, die mit den Gelenksteinen der Antriebskurbeln in Verbindung stehen.

Ein weiterer Vorschlag befaßt sich mit der Ausbildung einer dem vorliegenden \^rerwendungszweck angepaßten, einfachen und gegen die Witterungseinflüsse geschützten Federkupplung. Vorteilhafterweise besteht diese aus einer schraubenförmigen Druckfeder, einem durch die Feder hindurchgesteckten, bolzenförmigen Antriebsstangenteil und einem die Feder einhüllenden, rohrförmigen Antriebsstangenteil, wobei je ein Ende der beiden Antriebsstangenteile gleichzeitig als Federauflage ausgebildet ist und sich die beiden Antriebsstangenteile in ihren Federauflagen gegenseitig führen.

Ferner ist eine weitere Vereinfachung im Antrieb der Kontaktarme und eine Verringerung der Zahl der Antriebsglieder möglich, wenn der die Schraubenfeder der Federkupplung einhüllende Antriebsstangenteil gleichzeitig ein Bestandteil des getriebenen Kreuzgelenkteiles des der Antriebsstange vorgeschalteten Kreuzgelenkes bildet.

Treten im eingeschalteten Zustand der beiden Kontaktarme, wobei diese mit dem Gegenkontakt so gut wie starr verbunden sind, besonders große Lageänderungen des Gegenkontaktes auf, so ist es vorteilhaft, wenn die zusätzlich angeordnete Synchronisiereinrichtung nicht zu starr ist, sondern mit besonderen elastischen Gliedern ausgestattet ist. Dieser Erkenntnis trägt ein weiterer Vorschlag Rechnung, demzufolge in die zwischen den Achsen der beiden Kontaktarme angeordneten Seilzüge Federkupplungen eingeschaltet sind.

Dies kann in besonders einfacher, platz- und teilesparender Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß die in die Seilzüge eingeschalteten Federkupplungen gleichzeitig als verstellbare Spannschlösser ausgebildet sind. Eine derartige kombinierte Spannschloß-Federkupplung läßt sich einfach und mit einem sehr kleinen Aufwand an Bestandteilen herstellen, wenn beide Spannschloßhälften durch eine als Federkupplung dienende schraubenförmige Druckfeder hindurchgesteckt sind und als Federauflagen eine der beiden Spannschloßhälften und eine auf der anderen Spannschloßhälfte mittels Gewinde verstellbare Schraubenmutter dienen.

An Hand der Zeichnungen bzw. der auf diesen dargestellten Fig. 1 bis 8 sollen die in den AOrhergehenden Zeilen beschriebenen Erfindungen noch näher erläutert werden.

Die zwischen den beiden Drehwellen 1 und 2 der beweglichen Kontaktarme 3 und 4 angeordneten Seilzüge 5 und 6 sind in den Fig. 1 bis 4 zu erkennen. In den Fig. 1 und 2 ist außerdem die Richtung bzw. der Ausschlag der Schwenkbewegung der Kontaktarme kenntlich gemacht. Die zu den Seilzügen gehörenden Seilscheiben sind mit 7, 8, 9 und 10 bezeichnet (Ansprüche 1 und 2).

Claims (2)

Der Fig. 4 ist die lösbare Befestigung der Seile 5 und 6 an den Seilscheiben 7 bis 10 zu entnehmen. Hierzu sind die Enden der Seile um Keile 11 geschlungen und samt diesen Keilen in Nuten 12 an den Seilscheiben eingelegt, wobei sich die Nuten in Riehtung des abgehenden Seiles verjüngen. In Fig. 5 sind die an den Seilscheiben angeordneten Flansche 13 zur Führung der Seile zu erkennen, so daß ein gleichmäßiges Auf- und Ablaufen der Seile auf die Seilscheiben gewährleistet ist (Anspruchs). Aus den Fig. 1 bis 5 geht ferner hervor, daß die Seilzüge 5 und 6 einschließlich der Seilscheiben 7 bis 10 innerhalb eines Kastens 14 angeordnet sind, dessen Umrißlinien in den Figuren strichliert angedeutet sind. Dieser Kasten dient zur Aufnahme des aus den Drehwellen 15, 16 und 17 sowie den Zahnrädern 18, 19 und 20 bestehenden Getriebes (s. Fig. 1 und 3) und enthält außerdem die Lagerstellen 21 der Kontaktarmdrehwellen 1 und 2. Die Anordnung der Seilscheiben 7 bis 10 in der Nähe der Lagerstellen 21 geht am deutlichsten ebenfalls aus Fig. 5 hervor. Diese Figur zeigt, wie die zum Kontaktarm 4 bzw. dessen Welle 2 gehörenden Seilscheiben 9 und 10 mit der Verbindungswelle 23 starr und unlöslich verbunden sind, indem beispielsweise die Seilscheiben auf die Verbindungswelle 23 aufgeschweißt sind. In gleichartiger AVeise sind die Seilscheiben 7 und 8 der Drehwelle 1 bzw. des Kontaktarmes 3 mit der Verbindungswelle 22 verbunden. Die Naben 24 der beiden Kontaktarme liegen außerhalb des Kastens 14 und sitzen auf den Wellenstummeln 25, welche in Bohrungen der Verbindungswellen 22 und 23 hineingesteckt mittels der Stifte 26 lösbar und einstellbar mit den Verbindungswellen verbunden sind. Aus den Fig. 1 und 3 geht die erfindungsgemäße Anordnung des Getriebes für den Antrieb der Kontaktarme näher hervor. Die Antriebsbewegung wird über einen nicht dargestellten Drehisolator auf die in Fortsetzung der Achse des Stützisolators angeordnete vertikale Antriebswelle 15 übertragen. Am oberen Ende dieser Welle ist das Stirnrad 18 angeordnet, das mit den zu beiden Seiten dieses Rades liegenden Stirnrädern 19 und 20 im Eingriff steht, welche die beiden parallel zur Stützerachse verlaufenden Wellen 16 und 17 synchron antreiben. Außerhalb des Kastens 14 trägt die Welle 16 die Kurbel 27, von der über die gerade Antriebsstange 29 der Kontaktarm 3 angetrieben wird. In gleichartiger Weise ist die Welle 17 mit der Kurbel 28 versehen, die über die gerade Antriebsstange 30 den Kontaktarm 4 betätigt. Den Fig. 1 und 3 ist ferner zu entnehmen, daß an jenen Enden der Antriebsstangen 20 und 30, die mit den Gelenksteinen 31 der Antriebskurbeln 27 und 28 in Verbindung stehen, je eine gegen Witterungseinflüsse geschützte Federkupplung 32 vorgesehen ist. Die Ausbildung dieser Federkupplung ist aus der Fig. 6 ersichtlich. Das Ende des bolzenförmigen Antriebsstangenteiles 33 ist durch die schraubenförmige Feder 34 hindurchgesteckt und mit dem Bund 35 versehen, der als Federauflage dient. Der andere Antriebsstangenteil 36 ist rohrförmig ausgebildet und hüllt die Feder 34 vollkommen ein, wodurch diese gegen äußere Einflüsse geschützt ist. Der Antriebsstangenteil 36 verjüngt sich an einem Ende bis auf den Durchmesser des Antriebsstangenteiles 33 und bildet so das zweite Federauflager und zugleich eine gegenseitige Führung für die beiden Antriebsstangenteile. Zwecks Verlängerung dieser Führung ist der Teil 33 über den Bund 35 hinaus fortgesetzt und der Teil 36 nochmals eingezogen. Schließlich zeigt Fig. 6 noch, wie das andere Ende des rohrförmigen Antriebsstangenteiles 36 als Gabel ausgebildet ist, die damit einen Bestandteil des zwischen den Antriebsstangenteilen 29 bzw. 30 und den Antriebskurbeln 27 bzw. 28 erforderlichen Kreuzgelenkes bildet. In den Fig. 1 bis 6 sind im Zuge der Seiltriebe 5 und 6 die Federkupplungen 37 angedeutet. Aus den Fig. 7 und 8 ist zu entnehmen, in welcher Weise diese Federkupplungen gleichzeitig als verstellbare Spannschlösser ausgebildet sind. Durch die als Federkupplung dienende schraubenförmige Druckfeder 38 sind sowohl die eine Spannschloßhälfte 39 als auch die andere Spannschloßhälfte 40 hindurchgesteckt. Der Hammerkopf der Spannschloßhälfte 39 dient gleichzeitig als Federauflager. Die Spannschloßhälfte 40 besteht aus zwei Flachschienen, die mittels des Steges 41 verbunden sind und führt sich in der Schraubenfeder 38. Die Spannschloßhälfte 39 erhält ihre Führung durch die Schraubenfeder und die andere Spannschloßhälfte. Das freie Ende der Spannschloßhälfte 40 ist mit einem Gewinde versehen, so daß die Mutter 42 aufgeschraubt werden kann, die das zweite Federauflager bildet. Mittels des erwähnten Gewindes bzw. der Mutter 42 können sowohl die Federkraft als auch die Entfernung 43 der beiden Seileinhängebolzen verstellt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Kupplung der Drehwellen für die Kontaktarme werden also· die einzelnen Antriebsglieder der Scherenarme zusätzlich synchronisiert, so daß nichtsynchrone Bewegung, die unmittelbare Folge der eingangs genannten Störungsquellen, und wohl die häufigste Ursache für das Versagen solcher Scherentrennschalter, überhaupt nicht zugelassen wird oder, einmal eingetreten, doch gleich wieder ausgeglichen wird. Ist es aber trotzdem aus irgendeinem Grund zum Bruch eines die Antriebskraft auf die Scherenarme übertragenden Bauelementes gekommen, d. h. ist z. B. einer der Teile 3 oder 4, 29 oder 30, 27 oder 28, 31, 32, 36 ausgefallen, so kann über die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Kupplung für einen Notbetrieb eine Synchronbewegung der Kontaktarme sichergestellt werden. Die erfindungsgemäße Kupplung ist in einem solchen Fall eben ein dem normalen Antriebselementen übergeordnetes Getriebe, das für den genannten Fall einzuspringen vermag. Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für bewegliche Kontaktarme von Trennschaltern der Säulenbauart, bei denen die Trennstrecke in Richtung der Achse des Stützisolators liegt und durch in der Ausschaltstellung zusammengefaltete Kontaktarme überbrückbar ist, wobei die gegeneinander schwenkbaren Kontaktarme von einer in Fortsetzung der Stützisolatorachse angeordneten Welle, insbesondere über Kurbeln, Kreuzgelenke und Antriebsstangen, synchron betätigt w^rerden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Drehwellen (1, 2) der Kontaktarme (3,4) eine zusätzliche Kupplung (5, 6) angeordnet ist, die auch bei Störung des Antriebes eines Kontaktarmes die synchrone Bewegung beider Kontaktarme erzwingt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kupplung zwischen den beiden Drehwellen (1, 2) der Kontaktarme (3, 4) aus zwischen diesen Wellen angeordneten Seilzügen (5, 6) besteht, wobei für jede der beiden Bewegungsrichtungen ein eigener Seilzug vorgesehen ist.