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Patent Searching and Data


Title:
TENSIONING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/175382
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to form a tensioning apparatus (1) for a switch-on spring (2) of a circuit breaker, having a force-introduction element (12) and a gear mechanism for transmitting the introduced force to a drive shaft (3) of a stored-energy spring drive of the circuit breaker, which tensioning apparatus is of simple and cost-effective design, the invention proposes that the gear mechanism has a bundle (10) of cables which can be twisted.

Inventors:
GLAFFEK, Thomas (Turiner Str. 51, Berlin, 13347, DE)
LAST, Philipp (Schmargendorfer Straße 17, Berlin, 12159, DE)
Application Number:
EP2012/061180
Publication Date:
December 27, 2012
Filing Date:
June 13, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
GLAFFEK, Thomas (Turiner Str. 51, Berlin, 13347, DE)
LAST, Philipp (Schmargendorfer Straße 17, Berlin, 12159, DE)
International Classes:
H01H3/30; H01H3/36
Foreign References:
EP0174906A1
DE102004021455A1
EP0881652A1
DE3623247A1
FR2480993A1
DE1202878B
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Spannvorrichtung (1) für eine Einschaltfeder (2) eines Leistungsschalters mit einem Krafteinleitungselement (12) und einem Getriebe zur Übertragung der eingeleiteten Kraft auf eine Antriebswelle (3) eines Federspeicherantriebes des Leis¬ tungsschalters,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Getriebe ein verdrillbares Seilbündel (10) aufweist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das verdrillbare Seilbündel (10) mit seinem ersten Ende (11) an dem Krafteinleitungselement (12) und mit seinem zweiten Ende (13) an einer mittels eines Freilaufmechanismus mit der Kurbelwelle 3 gekoppelten Nutscheibe (7) mit einer umfänglichen Nut (9) zur Führung des verdrillbaren Seilbündels (10) befestigt ist. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mit der Nutscheibe (7) weiterhin ein Ende einer Rückholfeder (15) gekoppelt ist. 4. Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein auslösbarer Klinkenmechanismus (19) zum Verklinken der Kurbelwelle (3) in gespanntem Zustand der Einschaltfeder (2) vorgesehen ist.

5. Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Krafteinleitungselement (12) ein Motor ist und die Kur¬ belwelle (3) über ein Ausschaltmittel zum Ausschalten des Mo- tors verfügt.

Description:
Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für eine Einschaltfeder eines Leistungsschalters mit einem Krafteinlei- tungselement und einem Getriebe zur Übertragung der eingelei ¬ teten Kraft auf eine Antriebswelle eines Federspeicherantrie ¬ bes des Leistungsschalters.

Eine derartige Spannvorrichtung für eine Einschaltfeder eines Leistungsschalters ist aus dem landläufigen Stand der Technik bekannt. Diese landläufig bekannte Spannvorrichtung wirkt auf eine Kurbelwelle als Antriebswelle, an welcher die Einschalt ¬ feder mit einem Ende exzentrisch drehbar befestigt ist, wobei die Einschaltfeder mit einem zweiten Ende beispielsweise an einem Gehäuse des Leistungsschalters befestigt ist, und weist ein Krafteinleitungselement zum Einleiten einer Kraft mittels eines Getriebes auf die Kurbelwelle auf, um die Einschaltfe ¬ der aus einem ungespannten Zustand in einen gespannten Zustand unter Zuführung von Energie zu überbringen, so dass mittels der gespannten Einschaltfeder ein Einschaltvorgang des Leistungsschalters ausführbar ist. Als Getriebe werden bei den aus dem landläufigen Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen beispielsweise Zahnrad- oder Kettengetrie ¬ be verwendet, welche teuer und aufwändig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art auszubilden, welche über einen einfachen und kostengünstigen Aufbau verfügt. Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einer Spannvor ¬ richtung der eingangs genannten Art dadurch, dass das Getriebe ein verdrillbares Seilbündel aufweist.

Ein Getriebe mit einem verdrillbaren Seilbündel weist einen einfachen und damit kostengünstigen Aufbau auf im Vergleich zu bekannten Zahnrad- oder Kettengetrieben, weil anstelle von Zahnrädern oder Ketten und Übertragungselementen lediglich ein verdrillbares Seilbündel vorgesehen ist, welches beim Verdrillen durch die vom Krafteinleitungselement eingeleitete Kraft eine Verkürzung bzw. Längenänderung erfährt, welche zum Ausüben einer Kraft und damit zum Drehen der Antriebswelle und zum Spannen der Einschaltfeder des Leistungsschalters in einfacher Weise anwendbar ist. Weiterhin ist ein derartiges Getriebe mit einem verdrillbaren Seilbündel besonders flexi ¬ bel, weil durch einfache Änderung, beispielsweise der Anzahl der Seile des verdrillbaren Seilbündels oder der Dicke der einzelnen Seile des verdrillbaren Seilbündels in einfacher Weise eine Anpassung an veränderte Anforderungen bezüglich der aufzuwendenden Kräfte zum Spannen der Einschaltfeder möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das verdrillbare Seilbündel mit seinem ersten Ende an dem Kraft ¬ einleitungselement und mit seinem zweiten Ende an einer mit ¬ tels eines Freilaufmechanismus mit der Kurbelwelle gekoppel ¬ ten Nutscheibe mit einer umfänglichen Nut zur Führung des verdrillbaren Seilbündels befestigt. Bei einer derartigen An- Ordnung des Seilbündels ist ein konstruktiv einfacher Aufbau erreicht, weil mittels der Befestigung am Krafteinleitungs ¬ element in einfacher Weise eine Kraft durch das Krafteinlei ¬ tungselement auf das verdrillbare Seilbündel ausübbar ist, welche über die Befestigung des verdrillbaren Seilbündels an der über den Freilaufmechanismus mit der Kurbelwelle gekop ¬ pelten Nutscheibe in einfacher Weise auf die Kurbelwelle zum Spannen der Einschaltfeder übertragbar ist, wobei durch die Nutscheibe eine Führung des verdrillbaren Seilbündels während des Verdrillens und damit des Spannens in einfacher Weise ge- währleistet ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist mit der Nutscheibe weiterhin ein Ende einer Rückholfeder gekoppelt. Mittels einer derartigen Rückholfeder ist ein Zurück- drehen der Nutscheibe in ihren Ausgangszustand mit unver- drilltem Seilbündel zum Vorbereiten eines weiteren Schaltvorganges in einfacher Weise ermöglicht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Klinkenmechanismus zum Verklinken der Antriebswelle in gespanntem Zustand der Einschaltfeder vorgesehen. Ein derartiger Klinkenmechanismus stellt eine einfache und kostengüns- tige Möglichkeit zum Verklinken der Einschaltfeder in gespanntem Zustand dar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Krafteinleitungselement ein Motor, wobei die Kurbel- welle über ein Ausschaltmittel zum Ausschalten des Motors bei gespannter Einschaltfeder verfügt. Mittels eines Motors, bei ¬ spielsweise eines Elektromotors, ist ein Krafteinleitungsele ¬ ment ausgebildet, welches über ein Ausschaltmittel, bei ¬ spielsweise in Form eines an der Kurbelwelle vorgesehenen No- ckens oder dergleichen, ausschaltbar realisiert ist, so dass nach erfolgtem Spannvorgang der Einschaltfeder ein Weiterdrehen des Motors einfach und kostengünstig verhindert ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Fi ¬ guren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemä ¬ ßen Spannvorrichtung;

Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemä ¬ ßen Spannvorrichtung der Figur 1 in einem zweiten Zustand; und Figur 3 eine dreidimensionale Darstellung der erfindungs ¬ gemäßen Spannvorrichtung.

Figur 1 zeigt eine Spannvorrichtung 1 für eine Einschaltfeder 2 eines figürlich nicht weiter dargestellten Leistungs- Schalters mit einer Antriebswelle 3 in Form einer Kurbelwel ¬ le, an welcher die Einschaltfeder 2 an einem Aufhängepunkt 4 exzentrisch drehbar befestigt ist, wobei die Einschaltfeder 2 an einem zweiten Aufhängepunkt 5 mit ihrem zweiten Ende orts- fest aber drehbar, beispielsweise an einem Gehäuse des figür ¬ lich nicht dargestellten Leistungsschalters befestigt ist. Die Kurbelwelle 3 ist um den Drehpunkt 6 drehbar gelagert und mit einer Nutscheibe 7 mittels eines figürlich nicht darge- stellten Freilaufmechanismus gekoppelt, wobei durch den

Pfeil 8 die Mitnahmerichtung des Freilaufmechanismus darge ¬ stellt ist, d. h. bei Drehung in Richtung des Pfeils 8 der Nutscheibe 7 wird die Kurbelwelle 3 mit der Nutscheibe 7 mit ¬ bewegt, und bei einer Drehung der Nutscheibe 7 entgegen der Pfeilrichtung des Pfeils 8 wird die Kurbelwelle 3 nicht mit ¬ gedreht. Die Nutscheibe 7 weist eine umfänglich ausgeführte Nut 9 auf, in welcher ein verdrillbares Seilbündel 10 einge ¬ legt und darin geführt ist, welches aus einer Mehrzahl von einzelnen Seilen gebildet ist, wobei das verdrillbare Seil- bündel 10 an seinem ersten Ende 11 an einem Krafteinleitungs ¬ element 12 in Form eines Elektromotors befestigt ist und mit seinem zweiten Ende 13 an der Nutscheibe 7 befestigt ist. Ein Axiallager 14 zum Schutz des Krafteinleitungselementes 12 vor axialen Belastungen, beispielsweise durch Zugkräfte oder ähn- liches, ist am Krafteinleitungselement 12 und einem Lager ¬ punkt des figürlich nicht dargestellten Leistungsschalters angeordnet. Eine Rückholfeder 15 ist an einem weiteren Lager 16 des Leistungsschalters mit ihrem ersten Ende befestigt und mit ihrem zweiten Ende an einem Befestigungspunkt 17 der Nutscheibe 7 befestigt.

Die Kurbelwelle 3 ist weiterhin mit einem figürlich nicht dargestellten Kopplungsmechanismus zum Ausführen der Schaltbewegung des figürlich ebenfalls nicht dargestellten Leis- tungsschalters verbunden.

In der Figur 1 befindet sich die Einschaltfeder 2 in einem nahezu entspannten Zustand. Soll die Einschaltfeder 2 nun weiter gespannt werden, so wird durch einen entsprechenden Steuerungsbefehl einer Steuerungseinheit des Leistungsschal ¬ ters das Krafteinleitungselement 12 zum Ausführen einer Dreh ¬ bewegung veranlasst, wodurch das verdrillbare Seilbündel 10 eine Verdrillung der einzelnen Seile des verdrillbaren Seil- bündels 10 erfährt und eine Längenänderung des verdrillbaren Seilbündels 10 stattfindet, so dass durch die Verdrillung des verdrillbaren Seilbündels 10 und die Längenänderung eine Zug ¬ kraft auf die Befestigung des zweiten Endes 13 des verdrill- baren Seilbündels 10 bewirkt wird, welche zur Drehung der

Nutscheibe 7 und über den Freilaufmechanismus zur Drehung der Kurbelwelle 3 in Pfeilrichtung des Pfeils 8 führt, so dass sich der exzentrisch angeordnete Aufhängepunkt 4 der Einschaltfeder ebenfalls in Pfeilrichtung des Pfeils 8 um den Drehpunkt 6 dreht und die Einschaltfeder 2 gespannt wird, bis der in der Figur 2 dargestellte Zustand mit gespannter Einschaltfeder 2 erreicht ist, wobei in der Figur 2 der Aufhängepunkt 4 der Einschaltfeder 2 an der Kurbelwelle 3 bereits den unteren Totpunkt mit maximaler Spannung der Einschaltfe- der 2 überschritten hat und in einen figürlich nicht dargestellten Klinkenmechanismus eingreift, mit dem ein weiteres Drehen der Kurbelwelle 3 durch die gespannte Einschaltfeder 2 verhindert ist, wobei gleichzeitig ein ebenfalls figürlich nicht dargestellter Nocken als Ausschaltmittels das Kraftein- leitungselement 12 in Form des Elektromotors, beispielsweise durch einen Tastschalter oder ähnliches, ausgeschaltet hat, so dass eine weitere Krafteinleitung durch Verdrillung des verdrillbaren Seilbündels 10 nicht mehr stattfindet und sich die Kurbelwelle 3 in einem verklinkten Zustand befindet mit gespannter Einschaltfeder 2 und gespannter Rückholfeder 15, wie in Figur 2 als Momentaufnahme dargestellt. Bei ausge ¬ schaltetem Krafteinleitungselement 12 wird über die während des Spannvorganges der Einschaltfeder 2 ebenfalls gespannte Rückholfeder 15 eine Rückstellkraft auf die Nutscheibe 7 aus- geübt, welche zum Zurückdrehen und Entdrillen des verdrillba ¬ ren Seilbündels 10 und Überführung der Nutscheibe in den Aus ¬ gangszustand führt, wobei durch den Freilaufmechanismus in der durch die Rückholfeder 15 bewirkten Drehrichtung keine Mitnahme der Kurbelwelle 3 ausgeführt wird, diese verbleibt vielmehr im Zustand der Figur 2.

Wird dann über einen figürlich nicht dargestellten Steuerungsmechanismus ein Einschaltbefehl für den Leistungsschal- ter ausgegeben, so wird der figürlich nicht dargestellte Klinkenmechanismus zur Verklinkung der Kurbelwelle 3 über den Steuerungsmechanismus gelöst und die Einschaltfeder 2 führt über die Kurbelwelle 3 und den figürlich ebenfalls nicht dar- gestellten Kopplungsmechanismus einen Schaltvorgang des Leis ¬ tungsschalters aus und befindet sich anschließend wieder in ihrem entspannten Zustand, wobei durch die durch die Rückhol ¬ feder 15 bereits zurückgedrehte Nutscheibe 7 ein weiterer Spannvorgang bereits vorbereitet ist, so dass durch anschlie- ßendes Ansteuern des Krafteinleitungselementes 12 ein weite ¬ rer Spannvorgang der Einschaltfeder 2 entsprechend den Anforderungen an den Leistungsschalter schnell durchführbar ist.

Figur 3 zeigt eine dreidimensionale schematische Ansicht der Spannvorrichtung 1 mit der umfänglich angeordneten Nut 9 der Nutscheibe 7 sowie einem an der Kurbelwelle 3 angeordneten Mitnehmer 18 des Freiluftmechanismus. Figürlich nicht darge ¬ stellt ist ein Verriegelungsnocken, welcher im gespannten Zustand der in der Figur 3 figürlich nicht dargestellten Ein- schaltfeder 2 mit einem Klinkenmechanismus 19 zur Verriege ¬ lung der Kurbelwelle 3 zusammenwirkt, wobei der Klinkenmecha ¬ nismus 19 durch figürlich nicht dargestellte Auslösemittel zum Auslösen eines Schaltvorganges mittels der gespannten Einschaltfeder 2 lösbar ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Abschalttaster 20 als Ausschaltmittel zum Ausschalten des

Krafteinleitungselementes 12 ersichtlich, welcher beim Errei ¬ chen der in der Figur 2 dargestellten Position der Kurbelwelle 3 und gespannter Einschaltfeder 2 zum Abschalten des

Krafteinleitungselementes 12 vorgesehen ist. Bezugs zeichenliste

1 Spannvorrichtung

2 Einschaltfeder

3 Antriebswelle

4 Aufhängepunkt

5 Aufhängepunkt

6 Drehpunkt

7 Nutscheibe

8 Pfeil Mitnahmerichtung Freilauf

9 Nut

10 verdrillbares Seilbündel

11 erstes Ende

12 Krafteinleitungselement

13 zweites Ende

14 Axiallager

15 Rückholfeder

16 weiteres Lager

17 Befestigungspunkt

18 Mitnehmer

19 Klinkenmechanismus

20 Abschalttaster