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Getriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis, insbesondere Übersetzung Null, zum Antreiben von elektrischen Leistungsschaltern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017448D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 6 page(s) / 30K

Publishing Venue

Siemens

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Thomas Wehrstedt: AUTHOR

Abstract

1. Die Pole von elektrischen Leistungsschaltern sind mit dem Antrieb, welcher im allgemeinen als Linearantrieb ausgeführt ist, mechanisch gekoppelt. Diese Ankopplung erfolgt über diverse Hebel bzw. Kurbeln und Koppeln (Pleuel). Die Schalterpole sind bei einem gemeinsamen Antrieb starr gekoppelt. Für einige Schaltaufgaben ist es erforderlich, die Schaltvorgänge in den einzelnen Polen zeitversetzt auszuführen. Hierbei stellt die starre Kopplung der Schalterpole ein Problem dar. Bisher wurden Hebelgetriebe so konstruiert, dass in Abhängigkeit der Hubbewegung die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Schalterpolen und dem Antrieb bzw. das Übersetzungsverhältnis zwischen den Polen sich untereinander derart verändern, dass bezogen auf bestimmte Hubstellungen ein Versatz der Schaltbewegungen der einzelnen Pole erreicht wird. Bei den bekannten Lösungen wird die Bewegung der Schalterpole abschnittsweise verlangsamt bzw. beschleunigt. Das Geschwindigkeitsprofil ist in allen Polen unterschiedlich, was einerseits das Schaltvermögen unzulässig beinflussen kann und andererseits zur Nichtkonfirmität mit den relevanten Normen führen kann.

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Bauelemente

Getriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis, insbesondereÜbersetzung Null, zum Antreiben von elektrischen Leistungsschaltern

Idee: Thomas Wehrstedt, Berlin

1.� � � � Die Pole von elektrischen Leistungsschaltern sind mit dem Antrieb, welcher im allgemeinen alsLinearantrieb ausgeführt ist, mechanisch gekoppelt. Diese Ankopplung erfolgt über diverseHebel bzw. Kurbeln und Koppeln (Pleuel). Die Schalterpole sind bei einem gemeinsamenAntrieb starr gekoppelt. Für einige Schaltaufgaben ist es erforderlich, die Schaltvorgänge inden einzelnen Polen zeitversetzt auszuführen. Hierbei stellt die starre Kopplung derSchalterpole ein Problem dar.

Bisher wurden Hebelgetriebe so konstruiert, dass in Abhängigkeit der Hubbewegung dieÜbersetzungsverhältnisse zwischen den Schalterpolen und dem Antrieb bzw. dasÜbersetzungsverhältnis zwischen den Polen sich untereinander derart verändern, dassbezogen auf bestimmte Hubstellungen ein Versatz der Schaltbewegungen der einzelnen Poleerreicht wird. Bei den bekannten Lösungen wird die Bewegung der Schalterpoleabschnittsweise verlangsamt bzw. beschleunigt. Das Geschwindigkeitsprofil ist in allen Polenunterschiedlich, was einerseits das Schaltvermögen unzulässig beinflussen kann undandererseits zur Nichtkonfirmität mit den relevanten Normen führen kann.

2.� � � � Antriebe für Leistungsschalter, insbesondere Federspeicherantriebe, führen über denSchaltbereich der Unterbrechereinheit hinaus eine Überschwingbewegung (Überhub) aus.Dieser ist aufgrund der begrenzten Dämpfung nicht zu vermeiden bzw. für das sichereErreichen der Endlagen (Verklinkung) notwendig. Hierbei stellt die starre Kopplung zwischenSchalterpol und Antrieb ein Problem dar.

Bisher wurden die Unterbrechereinheiten derart konstruiert, dass eine Bewegung über dieEndlagen (EIN-Stellung, AUS-Stellung) hinaus (Überhub) ausgeführen kann.

3.� � � � Verschiedene Mechanismen, wie z. B.

-� � � � Druckaufbau in der Unterbrechereinheit bei elektrischen Ein- oder Aus-Schaltungen,

-� � � � elektromagnetische Kräfte, hervorgerufen durch den elektrischen Strom und

-� � � � die von den bewegten Bauteilen aufgenommene kinetische Energie

führen zu einer Rückwirkung der Schalteinheit auf die Antriebsbewegung. Sind die Polegekoppelt, kann es zu einer gegenseitigen Beeinflussung kommen.

Siemens Technik Report

Jahrgang 4� Nr. 10� Januar 2001

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Der Übertragungskette Antrieb-Unterbrechereinheit wird ein Spindelgetriebe zwischengeschaltetbzw. in vorhandene Übertragungsglieder (z. B. Umlenkgetriebe) integriert. Der Anstieg derGewindegänge der Spindel wird so gewählt, daß das Übertragungsverhalten (Drehbewegung derSpindel und Linearbewegung der Spindelmutter) gezielt beinflußt wird. Insbesondere ist dasÜbertragungsverhältnis über den gesamten Bewegungsverlauf nicht konstant und abschnittsweisegleich Null (Abbildung 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer solchen Spindel-Spindelmutter-Anordnung mit Änderung des G...