Antriebsvorrichtung mit Spiralfeder-Kraftspeicher für elektrische Schalter. Federkraftspeicher für elektrische Schal ter, bei denen. in bekannter Art das Ein- und Ausschalten durch eine einzige Spiral- oder Torsionsfeder erfolgt, haben (abgesehen von den nötigen Stossdämpfern) für den Schalt mechanismus den Nachteil, dass am Schalt gestänge Dämpfungseinrichtungen vorzu sehen sind, um beim Ein- und Ausschalten den Energieüberschuss zu vernichten.
Bei an dern bekannten Kraftspeicherantrieben, bei denen die überschüssige Energie des Kraft speichers nach erfolgter Einschaltung durch Ausschwingenlassen der Antriebskurbel ver nichtet wird, geht zum Nachteil des Arbeits vermögens der Antriebsvorrichtung ein Teil der aufgespeicherten. Energie nutzlos verlo ren. Es geht nun der für die Schalterbetäti gung nicht verwertbare Energieaufwand, der allerdings jedesmal durch den Antriebs motor wieder aufgebracht werden muss, sowie die -kinetische Energie der bewegten An triebsteile für die Vorspannung verloren.
Die Nachteile der vorerwähnten Kraft speicherantriebe und die Anwendung beson- derer Dämpfungseinrichtungen am Schalt gestänge lassen sich vermeiden, wenn gemäss vorliegender Erfindung zwei Spiralfedern ohne Zwischenschaltung eines Freilaufes an derselben Welle angreifen.
Die beiliegenden Zeichnungen, zeigen schematisch und in verschiedenen Schalt stellungen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar mit moto rischem Kraftspeicherantrieb.
Fig. 1 bis 4 betreffen das erste Beispiel. Fig. 1 zeigt den Schalterantrieb bei ausge schaltetem Schalter 9. 1 ist die eine Spiral feder des Kraftspeichers. Ihr äusseres Ende ist durch einen in einem Schlitz 2 eines lose auf der Nabe des Federhalters 219 sitzenden Radkranzes 3 (vergl. Fig. la) gleitbar gela gerten Tragbolzen; 4 gehalten und durch den Motor M von der Ausgangsstellung Fig. 4 zu der vorhandenen Vorspannung um eine Winkeldrehung von etwa 340' zusätzlich ge spannt worden. Der auf der Welle 7 fest sitzende Federhalter 29 für das innere Federende ist als zweiteiliger Gabelhebel ausgebildet.
Auf der Kraftspeicherwelle 7 ist eine zweite Spiralfeder 5 angeordnet, deren äusseres Federende an einem Befesti gungsbolzen 6 einer auf der Kraftspeicher welle 7 lose drehenden Kupplungsscheibe 8 befestigt ist. Die Feder 5 hat bei ausge schaltetem Schalter 9 noch eine Teilspan nung. Diese ist aber, weil die auf der Kraftspeicherwelle 7 festsitzende innere Federhalternabe 10 mit einem Hebel 10' am Befestigungsbolzen 6 anliegt, wirkungslos auf die mittels eines Kurbelzapfens 11 ange- lenkte Schubstange 12, die am andern Ende mit einem auf der Schalterwelle 13 fest sitzenden Hebel 14 gelenkig verbunden ist.
Zu Beginn der Aufladung der Kraft- speicherfeder 1 wird ein Kurbelhebel 15 mit tels einer Rolle 16 auf einen Abstützhebel 17 zu liegen kommen. Letzterer ist ortsfest gelagert und durch einen Klinkenhebel 2fi am Ausklinken verhindert. Am Kurbel zapfen des Hebels 15 ist als weiterer Teil des treibenden Schaltmechanismus eine Schubstange 18 angelenkt, die gelenkig mit einem Schalthebel 19 verbunden ist. Der Schalthebel 19 sitzt drehbar, aber achsial nicht verschiebbar auf der Schalterwelle 13.
Als treibender Teil steht dieser über eine Dämpfungsvorrichtung, bestehend aus einer Blattfeder 20 und einer Gummiunterlage 21, mit dem auf der Schalterwelle 13 fest sitzenden Schalterhebel 22 kraftschlüssig in Verbindung.
Die Wirkungsweise der Anordnung Fig. 1 bis 4 ist folgende: Soll mit der An triebsvorrichtung aus der Bereitschaftstel- lung (Fig. 1) der Schalter 9 eingeschaltet werden, dann wird durch Erregung des Ma gneten 27 oder durch Handbetätigung die Verklinkungsvorrichtung entklinkt, wobei die Feder 1 frei wird und bei ihrem Ent spannen mittels des Kurbelhebels 15 über die Schubstange 18 und den lose auf der Schalterwelle 13 drehenden Schalthebel 19 und die Dämpfungsvorrichtung 20, 21 kraft schlüssig auf den Schalthebel 22, 23 ein wirkt,
bis die Schalterkontakte geschlossen sind und der Rückfall des Schalters 9 durch die Abstützhlinke 24 entsprechend Fig. 2 gesperrt ist. Dabei hat durch die Winkel drehung des Kurbelhebels<B>15</B> um etwa 170 die Feder 1 den ersten Abschnitt des Ar beitsweges zurückgelegt.
Erfolgt nach der Schliessung der Schalter kontakte keine selbsttätige Auslösung des Schalters, dann wird im zweiten Abschnitt des Arbeitsweges der Feder 1 die Feder 5 gespannt, bis der Kurbelhebel 15 einen Ge- samtschaltwinkel von etwa 340 beschrieben hat. Dabei wird die Schalterwelle 13 durch die Abstützklinke 24 am Rückwärtsdrehen verhindert, und die Kupplungsteile 12, 14 werden mit der Kupplungsscheibe 8 wieder in ihrer Lage gesperrt. Demzufolge ergibt sich zwischen dem Hebel 10' des innern Federhalters und dem Befestigungsbolzen. 6 der in Fig. 3 dargestellte Winkelabstand.
Gegen die Endstellung hin kann erstens die Wirkung der Spannung der Feder 1 auf die Teile des Schaltmechanismus dadurch auf gehoben werden, da.ss der Gabelhebel 29 am Befestigungsbolzen 4 zum Anschlagen ge bracht wird. Zweitens kann dann noch schwingende Masse des Schaltgestänges auf dem durch den. Schlitz 2 begrenzten Dämp- fungsweg auf die Ausschaltfeder 5 wirken.
Bei der Einschaltung des Schalters 9 bei Kurzschluss wird ein Auslösemagnet 28 erregt und die Verklinkung des Abstütz- hebels 24 vermittels Klinkenhebel 25 gelöst, wodurch der Schalter 9 ausschaltet. In die sem Falle wirkt der nach dem Einschalten verbleibende Teil der Energie der Feder 1 über die nur teilweise gespannte Feder 5 und die Kupplungsteile 8, 11, 12, 1.4 auf die Schalterwelle 13, wobei die Feder 5 im Zusammenhang mit der Federhaltevorrich tung 10, 1.0', 6 und den damit verbundenen Schaltelementen als federndes Zwischenglied zum Vorteil der Antriebsvorrichtung zur Geltung kommt.
Bei der normalen Schalterauslösung, also dann, wenn von der Stellung der Antriebsvor richtung entsprechend Fig. 3 aus die Betäti gung der Auslösung erfolgt, ist die Feder 5 allein wirksam auf die Schalterwelle 13. Soll nach selbsttätiger Auslösung der Schalter durch eine Wiedereinschaltvorrich- tung unverzögert wieder einschalten, dann ist die Wirkungsweise des Einschaltmecha nismus derart, daB in Abhängigkeit des aus lösenden Schalters 9, das heisst bis die Schalterkontakte auf eine vorausbestimmte Strecke geöffnet haben, unwillkürlich die Erregung des Auslösemagneten 27 elektrisch oder mechanisch gesteuert wird,
wobei der im Drehsinn der Auslösung laufende Schalt hebel 22, mit dem gegenläufig schwingenden Schalthebel 19 kraftschlüssig wird, die Drehbewegung der Schalterwelle 13 um kehrt, und den Schalter wieder einschaltet. Der dabei auftretende Schlag ist allerdings beträchtlich.
Fig. 5 zeigt den Schalterantrieb gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel bei ausge schaltetem Schalter 9. Die Kraftspeicherfeder 1 ist gespannt. Fig. 6 zeigt den treibenden Teil des Einschaltmechanismus nach dem Zurücklegen der ersten Hälfte des Arbeits weges der Feder 1 im Augenblick, wo der Schalter 9 soeben eingeschaltet und durch eine eingefallene Abstützklinke 24 am Rück lauf verhindert wird. Fig. 7 zeigt wieder den Schalter 9 eingeschaltet, aber den Einschalt mechanismus nach vollendeter zweiter Hälfte des von der Feder 1 zurückgelegten Arbeitsweges.
In Fig. 8 hat der Schalter soeben die Ausschaltstellung erreicht, aber der Aus schaltmechanismus 5, 32, 12, 14, 37, 34 be findet sich in einer Übergangsstellung. Fig. 9 zeigt die Ruhestellung bei entspann ten Federn 1 und 5.
Das äussere Federende der Feder 1 ist durch einen im Schlitz 2 des Radkranzes 3 gleitbar gelagerten Tragbolzen 4 gehalten und durch den Motor M zu der vorhandenen Vorspannung um eine Winkeldrehung von etwa 340 zusätzlich gespannt worden. Der Federhalter 29 für das innere Federende ist ebenfalls wie beim Beispiel Fig. 1 bis 4 als zweiteiliger Gabelhebel 29 zu denken. Das äussere Ende der Feder 5 ist an einem Kur belhebel 38, 30, der auf der Welle 7 fest- sitzt, befestigt.
Das innere Federende wird von der Nabe des auf der Kraftspeicher welle 7 lose geführten Kurbelhebels 32 ge halten und -zwecks Spannens der Feder 5 über die Schubstange 12 und den auf der Schalterwelle 13 lose drehenden Doppelhebel 14 mittels einer Abstützklinke 36 gesperrt.
Ein Winkelhebel 33, 34, der auf der Schal terwelle 13 festsitzt und kurz vor der Ein schaltstellung mittels des einen Hebels 34 am Anschlagbolzen 37 anschlägt, übernimmt statt der Abstützklinke 36 den. Federdruck der Ausschaltfeder, indem gleichzeitig der Hebel 33 auf eine an der Abstützklinke 36 aasgelenkte Lasche 35 drückt und die Ab stützklinke 36 ausserhalb des Sperrbereiches bringt. Beim Spannen der Feder 1 durch den Motor M kommt zunächst die Rolle 16 auf den Abstützhebel 17 zu liegen, indessen das äussere Federende, dem Radkranz 3 folgend, um etwa 340 gespannt wird.
Die ortsfest gelagerte Abstützklinke 17 ist durch den Klinkenhebel 26 verklinkt. An dem somit gesperrten Kurbelhebel 15 ist als weiterer Teil des treibenden Schaltmechanismus die Schubstange 18 aasgelenkt, die auf bekannte Art gelenkig mit dem Schalthebel 19 verbun- den! ist. Der Schalthebel 19 sitzt auch bei diesem Beispiel drehbar, aber achsial nicht verschiebbar auf der Schalterwelle 13.
Als treibender Teil steht dieser über eine Dämp- fungsvorrichtung, bestehend aus der Blatt feder 20 und der starken Gummiunterlage 21, mit dem auf der Schalterwelle 13 fest sitzenden Schalterhebel 22, 23 kraftschlüssig in Verbindung.
Der Unterschied der Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels von demjeni gen des ersten Beispiels (Fig. 1 bis 4) ist folgender: Die Feder 5 wird zu Beginn der Entladung der Feder 1 geladen. Die Feder 5 ist im ersten Teil des Arbeitsweges, bis der Schalter 9 in die Ausschaltstellung gelangt, über die Teile 32, 12, 14, 37, 34 kraftschlüs sig mit der Schalterwelle 13 verbunden; im zweiten Teil des Arbeitsweges schwingt sie die Teile 12, 14, 3:7 des Ausschaltmechanis mus im Gegendrehsinn zurück, bis dieser durch die Abstützklinke 36 gesperrt ist (Fig. 9).
Der Einschaltmechanismus ist in der Bezeichnung der einzelnen. Teile und in der Funktion gleich wie im Beispiel Fig. 1 bis 4.
Drive device with spiral spring energy storage device for electrical switches. Spring energy storage for electrical scarf ter where. in a known way the switching on and off is done by a single coil or torsion spring, have (apart from the necessary shock absorbers) for the switching mechanism the disadvantage that damping devices are provided on the switching linkage to allow excess energy when switching on and off destroy.
In the case of known energy storage drives, in which the excess energy of the energy storage device is destroyed after switching on by letting the drive crank swing out, a portion of the accumulated is to the detriment of the working capacity of the drive device. Energy is lost to no avail. The energy that cannot be used to operate the switch, which, however, has to be reapplied each time by the drive motor, as well as the kinetic energy of the moving drive parts for the preload, is lost.
The disadvantages of the aforementioned power storage drives and the use of special damping devices on the shift linkage can be avoided if, according to the present invention, two spiral springs attack the same shaft without interposing a freewheel.
The accompanying drawings show schematically and in different switching positions two embodiments of the subject invention, with a motorized energy storage drive.
Figs. 1 to 4 relate to the first example. Fig. 1 shows the switch drive with switched off switch 9. 1 is a spiral spring of the energy store. Its outer end is supported by a support bolt 3 (see FIG. 1 a) slidably supported in a slot 2 of a wheel rim 3 loosely seated on the hub of the spring holder 219; 4 held and by the motor M from the starting position Fig. 4 to the existing bias by an angular rotation of about 340 'additionally ge tensioned. The spring holder 29 for the inner spring end, which is firmly seated on the shaft 7, is designed as a two-part fork lever.
On the energy storage shaft 7, a second spiral spring 5 is arranged, the outer spring end of which is attached to a fastening bolt 6 of a clutch disc 8 loosely rotating on the energy storage shaft 7. The spring 5 has a partial voltage when the switch 9 is switched off. However, because the inner spring holder hub 10, which is firmly seated on the energy storage shaft 7, rests on the fastening bolt 6 with a lever 10 ', this has no effect on the push rod 12, which is articulated by means of a crank pin 11 and which at the other end is connected to a lever which is firmly seated on the switch shaft 13 14 is articulated.
At the beginning of the charging of the energy storage spring 1, a crank lever 15 will come to rest on a support lever 17 by means of a roller 16. The latter is fixed in place and prevented from unlatching by a ratchet lever 2fi. On the crank pin of the lever 15, a push rod 18 is hinged as a further part of the driving switching mechanism, which is articulated to a switching lever 19. The switch lever 19 is seated rotatably but not axially displaceable on the switch shaft 13.
As the driving part, it is in a non-positive connection with the switch lever 22, which is firmly seated on the switch shaft 13, via a damping device consisting of a leaf spring 20 and a rubber pad 21.
The mode of operation of the arrangement in FIGS. 1 to 4 is as follows: If the switch 9 is to be switched on with the drive device from the standby position (FIG. 1), then the latching device is unlatched by exciting the magnet 27 or by manual operation Spring 1 is free and when it is released by means of the crank lever 15 via the push rod 18 and the switching lever 19 rotating loosely on the switch shaft 13 and the damping device 20, 21 acts positively on the switching lever 22, 23,
until the switch contacts are closed and the release of the switch 9 is blocked by the support link 24 as shown in FIG. The spring 1 has covered the first section of the work path due to the angular rotation of the crank lever <B> 15 </B> by about 170.
If the switch does not trigger automatically after the switch contacts are closed, then the spring 5 is tensioned in the second section of the working path of the spring 1 until the crank lever 15 has described a total switching angle of approximately 340. The switch shaft 13 is prevented from rotating backwards by the support pawl 24, and the coupling parts 12, 14 are locked in their position again with the coupling disc 8. Accordingly, there is between the lever 10 'of the inner spring holder and the fastening bolt. 6 the angular distance shown in FIG.
Towards the end position, the effect of the tension of the spring 1 on the parts of the switching mechanism can first be lifted in that the fork lever 29 is brought to strike the fastening bolt 4. Second, the swinging mass of the shift linkage can then be carried by the. Damping path limited by the slot 2 act on the opening spring 5.
When the switch 9 is switched on in the event of a short circuit, a release magnet 28 is excited and the latching of the support lever 24 is released by means of the ratchet lever 25, as a result of which the switch 9 switches off. In this case, the part of the energy of the spring 1 remaining after switching on acts on the switch shaft 13 via the only partially tensioned spring 5 and the coupling parts 8, 11, 12, 1.4, the spring 5 in connection with the spring holding device 10, 1.0 ', 6 and the associated switching elements come into play as a resilient intermediate member to the advantage of the drive device.
During normal switch triggering, i.e. when the actuation of the triggering takes place from the position of the drive device according to FIG. 3, the spring 5 is only effective on the switch shaft 13. Should the switch be triggered immediately by a reclosing device switch on again, then the operation of the switch-on mechanism is such that depending on the triggering switch 9, i.e. until the switch contacts have opened over a predetermined distance, the excitation of the triggering magnet 27 is controlled electrically or mechanically, involuntarily,
wherein the running in the direction of rotation of the triggering switch lever 22, with the counter-rotating switch lever 19 is frictional, the rotary movement of the switch shaft 13 reverses, and turns the switch on again. The impact that occurs is considerable, however.
Fig. 5 shows the switch drive according to the second embodiment with switched out switch 9. The energy storage spring 1 is tensioned. Fig. 6 shows the driving part of the switching mechanism after covering the first half of the working path of the spring 1 at the moment when the switch 9 is just turned on and is prevented from running by a collapsed support pawl 24 on the return. Fig. 7 shows the switch 9 turned on again, but the switch-on mechanism after the second half of the travel covered by the spring 1 has been completed.
In Fig. 8 the switch has just reached the off position, but the off switching mechanism 5, 32, 12, 14, 37, 34 be found in a transition position. Fig. 9 shows the rest position with springs 1 and 5 relaxed th.
The outer spring end of the spring 1 is held by a support bolt 4 that is slidably mounted in the slot 2 of the wheel rim 3 and is additionally tensioned by the motor M by an angular rotation of approximately 340 in addition to the existing bias. The spring holder 29 for the inner spring end is also to be thought of as a two-part fork lever 29, as in the example in FIGS. 1 to 4. The outer end of the spring 5 is attached to a cure lever 38, 30 which is firmly seated on the shaft 7.
The inner end of the spring is held by the hub of the crank lever 32 loosely guided on the energy storage shaft 7 and locked for the purpose of tensioning the spring 5 via the push rod 12 and the double lever 14 loosely rotating on the switch shaft 13 by means of a support pawl 36.
An angle lever 33, 34, which is stuck on the scarf terwelle 13 and strikes shortly before the A switching position by means of a lever 34 on the stop pin 37, takes over instead of the support pawl 36. Spring pressure of the switch-off spring by simultaneously pressing the lever 33 on a tab 35 articulated on the support pawl 36 and brings the support pawl 36 outside the blocking area. When the spring 1 is tensioned by the motor M, the roller 16 first comes to rest on the support lever 17, while the outer spring end, following the wheel rim 3, is tensioned by approximately 340.
The stationary support pawl 17 is latched by the pawl lever 26. As a further part of the driving switching mechanism, the push rod 18 is articulated on the crank lever 15, which is thus blocked, and is articulated to the switching lever 19 in a known manner! is. In this example, too, the switching lever 19 is seated rotatably, but not axially displaceable, on the switch shaft 13.
As the driving part, it is in a non-positive connection with the switch lever 22, 23, which is firmly seated on the switch shaft 13, via a damping device consisting of the leaf spring 20 and the strong rubber base 21.
The difference in the mode of operation of the second embodiment from that of the first example (FIGS. 1 to 4) is as follows: The spring 5 is loaded at the beginning of the discharge of the spring 1. The spring 5 is in the first part of the work path until the switch 9 is in the off position, via the parts 32, 12, 14, 37, 34 frictionally connected to the switch shaft 13; In the second part of the work path it swings the parts 12, 14, 3: 7 of the switch-off mechanism back in the opposite direction until it is blocked by the support pawl 36 (FIG. 9).
The engagement mechanism is in the designation of each. Parts and function the same as in the example in FIGS. 1 to 4.