DE4439745C1 - Anordnung zur gegenseitigen Verriegelung der Betätigung von wenigstens zwei Leistungsschaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur gegenseitigen Verriegelung der Betätigung von wenigstens zwei Leistungsschaltern, wobei die Stellung einer Schaltwelle jedes der Leistungsschalter durch ein mechanisches Übertragungsorgan einem mechanisch wirkenden Auswertungsgerät zugeführt wird, das die Betätigung der Leistungsschalter freigibt bzw. sperrt.

Eine Anordnung dieser Art ist durch die DE 44 09 172 A1 bekannt geworden. Die Übertragungsorgane sind dabei Drahtauslöser oder mantelgeführte Seilzüge (Bowdenzug), die in einer Schaltanlage unter Umständen eine beträchtliche Länge aufweisen können. Je nach der Anordnung der gegenseitig zu verriegelnden Leistungsschalter kann es auch erforderlich sein, die biegsamen Übertragungsorgane mit mehreren Bögen wechselnder Krümmung zu verlegen. Dabei erweist es sich, daß die Betätigung der biegsamen Übertragungsorgane einen überraschend hohen Energieaufwand erfordert, obwohl bei einer Untersuchung der Seilzüge oder Drahtauslöser eine nur geringe Reibung festgestellt werden kann.

Es ist auch bekannt, zur gegenseitigen Verriegelung von Leistungsschaltern ein System von Schub- und Zugstangen zu verwenden (DE 38 41 315 A1 bzw. DE 44 09 172 A1). In diesem Fall ist gleichfalls ein beträchtlicher Energiebedarf für die Betätigung feststellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Energiebedarf einer Anordnung der eingangs genannten Art zu verringern und hierdurch den Aufbau gegenseitiger Verriegelungen mehrerer Leistungsschalter zu verbessern und zu erleichtern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Leistungsschalter einen durch eine im Sinne der Einschaltung erfolgende Drehung seiner Schaltwelle aufzuladenden Energiespeicher zur Betätigung des mechanischen Über­ tragungsorgans besitzt und daß zwischen dem Energie­ speicher und der Schaltwelle eine bei der Drehung von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung wirksame Totgang­ kupplung angeordnet ist, wobei das zugeordnete Auswertungs­ gerät eine auf das Übertragungsorgan wirkende Rückstellfeder enthält.

In der angegebenen Anordnung hat der Energiespeicher die Eigenschaft, die Schaltwelle des Leistungsschalters von dem mechanischen Übertragungsorgan zu entkoppeln. Somit ist die Bewegung des Übertragungsorgans von der Drehung der Schaltwelle nicht starr abhängig, wie bei der bisher üblichen direkten Verbindung. Hierdurch wird die ruckartige Beanspruchung der Übertragungsorgane durch die schlagartige Drehung der Schaltwelle des Leistungsschalters vermieden, was zu einer hohen Beanspruchung an der Verbindungsstelle des Übertragungsorgans mit der Schaltwelle führt. Werden biegsame Übertragungsorgane benutzt, die eine Biegung aufweisen, so wird durch den zeitlich gestreckten Bewegungsablauf aufgrund des Energiespeichers eine starke Zunahme der Reibung zwischen dem Übertragungsorgan und seinem Mantel vermieden. Es erweist sich daher, daß sogar in einer Entfernung von mehreren Metern aufgestellte Leistungsschalter verriegelt werden können.

Die gleiche vorteilhafte Entkopplung der Drehung der Schaltwelle von der Betätigung eines Übertragungsorgans wird bei der Ausschaltung des Leistungsschalters durch die erwähnte Totgangkupplung erreicht. Die Rückstellfeder sorgt für einen sanften Bewegungsablauf zur Wiederherstellung der Ausgangsstellung.

Als Energiespeicher eignet sich insbesondere eine Schraubendruckfeder, deren eines Ende durch einen mit der Schaltwelle verbundenen Hebel spannbar ist und mit deren anderem Ende das mechanische Übertragungsorgan verbunden ist. Durch Auswahl einer geeigneten Feder läßt sich erreichen, daß einerseits eine erwünschte Entkopplung in dem beschriebenen Sinn zustande kommt, andererseits eine ausreichende Betätigungskraft bereitgestellt wird.

Sollen die Auswertungsgeräte von zwei Leistungsschaltern beeinflußt werden, so sind von einem der Leistungsschalter Stellungsmeldungen zu den anderen beiden Leistungsschaltern zu leiten. Hierfür eignet sich eine Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung, bei der zwei gleichzeitig zu spannende Energiespeicher zur Betätigung von zwei mechanischen Übertragungsorganen besitzt.

Die Schaltwelle von Leistungsschaltern erstreckt sich bei der üblichen Bauweise der Leistungsschalter quer zur Bedienungsfront und ist an den Seitenwänden zugänglich. Es empfiehlt sich in diesem Zusammenhang, das Auswertungsgerät und einen den bzw. die Energiespeicher auf einer seitlich des Leistungsschalters angeordneten Tragplatte zu befestigen. Handelt es sich um einen einfahrbaren Leistungsschalter, so wird die Tragplatte zweckmäßig an einem den Leistungsschalter aufnehmenden Einschubrahmen befestigt. Gehört der Leistungs­ schalter einer berührungsgeschützten Bauart an, so empfiehlt es sich, auch beim Anbau eines Stellungsmelders nach der Erfindung Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Berührungs­ schutzes zu treffen. Hierzu kann in einer aus Isolierstoff bestehenden Seitenwand des Leistungsschalters zur Verbindung einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Schalt­ welle und einer den bzw. die Energiespeicher spannenden Betätigungswelle eine isolierende Wellenkupplung gelagert sein, wobei die Betätigungswelle mit der Wellenkupplung lösbar in Eingriff zu bringen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung zur gegenseitigen Verriegelung von drei Leistungsschaltern.

Einen doppelt ausgebildeten Energiespeicher eines Leistungsschalters zur Betätigung von zwei biegsamen Übertragungsorganen neigen die Fig. 2 und 3 in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ansichten.

In der Fig. 1 sind drei Leistungsschalter A, B und C strichpunktiert angedeutet. Die Enden von Betätigungswellen 1, 2 und 3 von Stellungsmeldern 4, 5, 6 der Leistungsschalter A, B und C sind als Vierkant dargestellt. Ferner ist jedem Leistungsschalter A, B und C eine Tragplatte 7, 8 und 9 zugeordnet, auf der sich außer dem Stellungsmelder 4, 5 bzw. 6 ein als Empfänger arbeitendes Auswertungsgerät 10, 11 bzw. 12 befindet. Von dem Stellungsmelder 4 geht ein biegsames Übertragungsorgan 13 aus, das zu dem Auswertungsgerät 12 des Leistungsschalters C führt. In sinngemäß der gleichen Anordnung verbindet ein biegsames Übertragungsorgan 14 des Stellungsmelders 5 den Leistungsschalter B mit dem Aus­ wertungsgerät 12 des Leistungsschalters C. Der Stellungs­ melder 6 des Leistungsschalters C besitzt zwei Ausgänge. Von diesen ist der eine mittels eines biegsamen Übertragungs­ organs 15 mit dem Auswertungsgerät 10 des Leistungsschalters A und der andere mittels eines Übertragungsorgans 16 mit dem Auswertungsgerät 11 des Leistungsschalters B verbunden. Es sind somit insgesamt vier biegsame Übertragungsorgane vorhanden.

Zur Funktion der Auswertungsgeräte 10, 11 und 12 ist zu bemerken, daß diese jeweils einen Ausgangsschieber 17, 18 bzw. 19 aufweisen, der mit einer schematisch dargestellten Einschaltverklinkung zusammenwirkt. Diese weist eine Einschalt-Halbwelle 20 und eine daran abstützbare Einschalt­ klinke 21 auf. Durch eine Einschalttaste 22 ist die Einschalt-Halbwelle 20 nur dann zur Freigabe der Einschalt­ klinke 21 drehbar, wenn ein mit dem Ausgangsschieber 10, 11 bzw. 12 verbundener Sperrschieber 23 zwischen der Einschalt­ taste 22 und einem auf der Einschaltwelle 20 sitzenden Fortsatz 24 eingreift. Ist nämlich der Sperrschieber 23 zurückgezogen, wie dies bei dem Leistungsschalter C in der Fig. 1 der Fall ist, so kann die Einschalttaste 22 den Fortsatz 24 nicht erreichen. Es ist daher nicht möglich, den Leistungsschalter C einzuschalten.

Der Zweck der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung ist näher aus dem gleichfalls in der Figur links oben gezeigten schematischen Schaltplan ersichtlich. Dieser stellt eine Schaltanlage mit den drei Leistungsschaltern A, B und C sowie einem Transformator und einem Generator dar. Dabei ist der Leistungsschalter A dem Transformator und der Leistungs­ schalter C dem Generator zugeordnet. Der verbleibende Leistungsschalter B dient als Kuppelschalter im Zuge einer Sammelschiene, die wahlweise über den Leistungsschalter A aus dem Transformator oder über den Leistungsschalter C aus dem Generator gespeist werden kann. Daraus ergibt sich als Bedingung, daß der Leistungsschalter C gegen Einschalten gesperrt sein muß, wenn die Leistungsschalter A und B geschlossen sind. Es darf sich der Leistungsschalter C nicht einschalten lassen, wenn die Leistungsschalter A und/oder B eingeschaltet sind.

Durch Kupplungsglieder 27 ist dafür gesorgt, daß die Stellungsmelder 4, 5 und 6 zwangsläufig auf die zugeordneten Ausgangsschieber 17, 18 und 19 der Auswertungsgeräte 10, 11 und 12 wirken. Dargestellt ist in der Fig. 1 der Zustand, daß die Leistungsschalter A und B eingeschaltet und schaltbar sind und der Leistungsschalter C gegen Einschalten gesperrt ist. Dies geschieht dadurch, daß der Stellungsmelder 4 mittels des Übertragungsorgans 13 einen Eingangsschieber 25 des Auswertungsgerätes 12 betätigt und dadurch den Sperr­ schieber 23 von dem Fortsatz 24 abzieht. Das gleiche Ergebnis hat eine Betätigung des Leistungsschalters B mittels des Stellungsmelders 2 und des Übertragungsorgans 14, das auf einen zweiten Eingangsschieber 26 des Auswertungsgerätes 12 wirkt.

Obwohl die Darstellung gemäß der Fig. 1 schematisch ist, veranschaulicht sie dennoch eine der Praxis durchaus entsprechende Verlegung der biegsamen Übertragungsorgane mit mehreren Biegungen, die einen unterschiedlichen und relativ engen Krümmungsradius aufeisen können. Dennoch wird durch die besondere Gestaltung der Stellungsmelder 4, 5 und 6 auf die im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 eingegangen wird, eine überraschende Leichtgängigkeit der Anordnung mit entsprechend sicherer Funktion erzielt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Stellungsmelder 6, der mit den Stellungsmeldern 4 und 5 sinngemäß übereinstimmt. Auf der Betätigungswelle 3 sitzt ein symmetrischer zweiarmiger Hebel 28, der an seinen Enden gelenkig mit je einem Schieber 30 verbunden ist. Jeder der Schieber 30 dient als Widerlager eines als Schraubendruckfeder ausgebildeten Energiespeichers 31, an dessen anderem Ende die biegsamen Übertragungsorgane 15 bzw. 16 angreifen. Zugeordnete Mäntel 32 bzw. 33 der biegsamen Übertragungsglieder 15 und 16 sind an Schenkeln 34 bzw. 35 eines Tragbügels 36 abgestützt, an dem die gegen­ läufig bewegten Schieber 30 geführt sind.

Wird nur ein Übertragungsorgan zur Meldung der Schaltstellung eines Leistungsschalters benötigt, wie in dem Fall der Leistungsschalter A und B, so wird der Stellungsmelder mit nur einem Schieber 30 ausgestattet, wie dies bei den Stellungsmeldern 4 und 5 der Fall ist.

Wesentlich für die gewünschte Funktion ist die Entkopplung der äußerst raschen Drehung der Betätigungswelle 3 von den biegsamen Übertragungsorganen 15 und 16 dadurch, daß zunächst die Energiespeicher 31 gespannt werden. Bei geeigneter Wahl der Federstärke, die anhand einfacher Versuche zu treffen ist, wird einerseits eine sichere Betätigung der Aus­ wertungsgeräte 10, 11 und 12 und andererseits eine verlustarme Übertragung der Bewegung der Betätigungswelle 3 zu den Auswertungsgeräten 10 bzw. 11 erreicht. Die gegenüber einer direkten Betätigung der biegsamen Übertragungsorgane erheblich verminderte Beanspruchung gestattet es, leichtere und daher besser verlegbare biegsame Übertragungsorgane zu verwenden. Zur Rückführung der Anordnung in die Ausgangslage sind den Eingangsschiebern der Auswertungsgeräte 10, 11, und 12 Rückstellfedern 29 zugeordnet (Fig. 1). Diese sorgen für eine gleichfalls von den Betätigungswellen 1, 2 oder 3 bzw. der zugeordneten Schaltwelle des betreffenden Leistungs­ schalters A, B oder C unabhängige sanfte Betätigung der Übertragungsorgane 13, 14, 15 oder 16. Dies geschieht dadurch, daß die betreffende Betätigungswelle 1, 2 oder 3 aufgrund eines Langloches 42 in jedem der Schieber 30 (Fig. 3) einen Leerhub ausführen kann. Der Schieber 30 wird dann durch die am anderen Ende des zugeordneten Übertragungsorgans wirkende Rückstellfeder 29 in die Ausgangslage gemäß der Fig. 3 zurückgezogen.

Der Fig. 2 ist noch zu entnehmen, daß der Stellungsmelder 6 auf der Tragplatte 9 befestigt ist, die ihrerseits je nach der Einbauart des zugehörigen Leistungsschalters C angeordnet ist. Insbesondere ist die Tragplatte 9 an dem Leistungs­ schalter C befestigt, wenn dieser fest eingebaut ist. Befindet sich der Leistungsschalter C dagegen in einem Einschubrahmen, so ist die Tragplatte 9 an dem Einschubrahmen befestigt. Durch eine lösbare Wellenkupplung 37, die auf das Ende einer Schaltwelle 40 des Leistungsschalters c aufgesetzt ist, wird eine drehschlüssige Kupplung zwischen der Schaltwelle 40 und der Betätigungswelle 3 hergestellt. Die Wellenkupplung 37 ist seitlich offen ausgebildet, um einen selbsttätigen Eingriff beim Einfahren des Leistungsschalters 1 in seinen Einschubrahmen zu ermöglichen. Mit Rücksicht auf die Berührungssicherheit des Leistungsschalters C (und ent­ sprechend der gleichfalls mit Stellungsmeldern versehenen Leistungsschalter A und B) endet die Schaltwelle 40 innerhalb des aus Isolierstoff bestehenden Gehäuses, dessen dem Stellungsmelder 6 zugewandte Seitenwand 41 in der Fig. 3 teilweise sichtbar ist. Die Wellenkupplung 37 besteht gleichfalls aus Isolierstoff und verhindert eine Berührung der aus elektrisch leitendem Material bestehenden Schaltwelle 40 durch einen Benutzer.

Wie bereits erwähnt, kann die erforderliche Stärke der als Energiespeicher 31 benutzten Druckfeder durch einen Versuch leicht festgestellt werden. Dies gilt auch für die Rückstell­ feder 29. Dabei ist zu beachten, daß die Rückstellfeder 29 erheblich schwächer als der Energiespeicher 31 sein sollte, da sie nur die Aufgabe hat, den zugeordneten Eingangs­ schieber, den als biegsames Übertragungsorgan benutzten Seilzug oder ein Gestänge und den Schieber 30 des be­ treffenden Stellungsmelders in die Ausgangslage zurück­ zubewegen. Auch in diesem Fall ist der Bewegungsablauf sanft und reibungsarm, weil die Rückstellung von der wiederum ruckartigen Drehung der Schaltwelle 40 entkoppelt ist.

Claims (5)

1. Anordnung zur gegenseitigen Verriegelung der Betätigung von wenigstens zwei Leistungsschaltern (A, B, C), wobei die Stellung einer Schaltwelle (40) jedes der Leistungsschalter (A, B, C) durch ein mechanisches Übertragungsorgan (13, 14, 15, 16) einem mechanisch wirkenden Auswertungsgerät (10, 11, 12) zugeführt wird, das die Betätigung der Leistungsschalter (A, B, C) freigibt bzw. sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leistungsschalter (A, B, C) einen durch eine im Sinn der Einschaltung erfolgende Drehung seiner Schaltwelle (40) aufzuladenden Energiespeicher (31) zur Betätigung des mecha­ nischen Übertragungsorgans (13, 14, 15, 16) besitzt und daß zwischen dem Energiespeicher (31) und der Schaltwelle (40) eine bei der Drehung von der Einschaltstellung in die Aus­ schaltstellung wirksame Totgangkupplung (42) angeordnet ist, wobei das zugeordnete Auswertungsgerät (10, 11, 12) eine auf das Übertragungsorgan wirkende Rückstellfeder (29) enthält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (31) eine Schraubendruckfeder aufweist, deren eines Ende durch einen mit der Schaltwelle (40) verbundenen Hebel (28) spannbar ist und mit deren anderem Ende das mechanische Übertragungsorgan (15, 16) verbunden ist, wobei der Hebel (28) ein als Totgangkupplung (42) wirkendes Langloch aufweist.

3. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Auswertungsgeräte (10, 11) von zwei Leistungsschaltern (A, B, C) zwei gleichzeitig zu spannende Energiespeicher (31) zur Betätigung von zwei mechanischen Übertragungsorganen (15, 16) vorgesehen sind.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertungsgerät (10, 11, 12) und ein den bzw. die Energie­ speicher (31) aufweisender Stellungsmelder (4, 5, 6) auf einer seitlich des Leistungsschalters (A, B, C) angeordneten Tragplatte (7, 8, 9) befestigt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer aus Isolierstoff bestehenden Seitenwand (41) des Leistungs­ schalters (A, B, C) zur Verbindung einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Schaltwelle (40) und einer dem bzw. die Energiespeicher (31) spannenden Betätigungswelle (1, 2, 3) eine isolierende Wellenkupplung (37) gelagert ist und daß die Betätigungswelle (1, 2, 3) mit der Wellenkupplung (37) lösbar in Eingriff zu bringen ist.