DE102016215888A1 - Coupling device and method for coupling and decoupling a tensioning gear of a circuit breaker - Google Patents

Coupling device and method for coupling and decoupling a tensioning gear of a circuit breaker Download PDF

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Prosper Hartig
Philipp Last
Maurice Lesser
Gunnar Lutzke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Koppeleinrichtung (1) für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters und ein Verfahren zum Koppeln und Entkoppeln. Die Koppeleinrichtung (1) umfasst ein erstes rotierbares Element (2), welches an einer Welle (4) befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Spannantrieb (5) steht. Desweiteren umfasst die Koppeleinrichtung (1) ein zweites bewegbares Element (3) zum Spannen einer Feder (6), welches ausgebildet ist über eine kinematische Kette (7) wenigstens einen Kontakt eines Leistungsschalters zu schalten. Das erste Element (2) und das zweite Element (3) stehen in einer ersten Position in mechanischem Kontakt miteinander für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3). Wenigstens ein Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) ist in eine zweite Position bewegbar, in welcher das erste und zweite Element (2, 3) beabstandet voneinander angeordnet sind und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3) unterbrochen ist. Die Bewegung des wenigstens einen Elements des ersten und zweiten Elements (2, 3) in die erste und/oder zweite Position erfolgt als Translationsbewegung.The invention relates to a coupling device (1) for a tensioning gear of a circuit breaker and a method for coupling and decoupling. The coupling device (1) comprises a first rotatable element (2), which is fastened to a shaft (4) and is in operative connection with a tensioning drive (5). Furthermore, the coupling device (1) comprises a second movable element (3) for tensioning a spring (6), which is designed to switch via a kinematic chain (7) at least one contact of a circuit breaker. The first element (2) and the second element (3) are in mechanical contact with each other in a first position for force transmission between the first and second elements (2, 3). At least one element of the first and second elements (2, 3) is movable to a second position, in which the first and second elements (2, 3) are spaced from each other and a force transmission between the first and second elements (2, 3) is interrupted. The movement of the at least one element of the first and second elements (2, 3) into the first and / or second position takes place as a translational movement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Koppeleinrichtung für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters und ein Verfahren zum Koppeln und Entkoppeln. Die Koppeleinrichtung umfasst ein erstes rotierbares Element, welches an einer Welle befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Spannantrieb steht. Desweiteren umfasst die Koppeleinrichtung ein zweites bewegbares Element zum Spannen einer Feder, welches ausgebildet ist über eine kinematische Kette wenigstens einen Kontakt eines Leistungsschalters zu schalten. Das erste Element und zweite Element stehen in einer ersten Position in mechanischem Kontakt miteinander für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element. Wenigstens ein Element des ersten und zweiten Elements ist in eine zweite Position bewegbar, in welcher das erste und zweite Element beabstandet voneinander angeordnet sind und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element unterbrochen ist. The invention relates to a coupling device for a tensioning gear of a circuit breaker and a method for coupling and decoupling. The coupling device comprises a first rotatable element, which is fastened to a shaft and is in operative connection with a tensioning drive. Furthermore, the coupling device comprises a second movable element for tensioning a spring, which is designed to switch via a kinematic chain at least one contact of a circuit breaker. The first member and second member are in mechanical contact with each other in a first position for force transmission between the first and second members. At least one member of the first and second members is movable to a second position in which the first and second members are spaced apart from each other and power transmission between the first and second members is interrupted.

Hochspannung-Leistungsschalter werden zum Schalten hoher Spannungen und Ströme verwendet, insbesondere im Bereich von bis zu 1˙200 kV und von bis zu einigen 1˙000 A. Dazu sind Kontakte vorgesehen, insbesondere ein Haupt- und Nebenstromkontakt. Ein Kontakt umfasst jeweils wenigstens zwei Kontaktstücke. Ein Haupt- oder Nennstromkontakt umfasst z.B. zwei Nennstromkontaktstücke, und ein Nebenstrom- oder Lichtbogenkontakt umfasst z.B. zwei Lichtbogenkontaktstücke. Wenigstens ein Kontaktstück eines jeweiligen Kontakts ist beweglich angeordnet, zum Schalten des Leistungsschalters. High-voltage circuit breakers are used for switching high voltages and currents, in particular in the range of up to 1˙200 kV and up to a few 1˙000 A. For this purpose, contacts are provided, in particular a main and auxiliary current contact. A contact comprises in each case at least two contact pieces. A main or rated current contact includes e.g. two rated current contact pieces, and a bypass or arcing contact comprises e.g. two arcing contact pieces. At least one contact piece of a respective contact is movably arranged for switching the circuit breaker.

Die Bewegung beim Schalten der Kontaktstücke wird in einem Antrieb erzeugt, und die durch den Antrieb erzeugte Kraft bzw. Bewegung wird über eine kinematische Kette an das jeweilige bewegliche Kontaktstück übertragen. Zum Erzeugen von Bewegungsenergie werden im Antrieb z.B. Motoren verwendet und/oder die Bewegungsenergie wird in einem Federspeicher zwischengespeichert. Eine Handkurbel oder ein elektrischer Motor können zum Erzeugen von Bewegungsenergie verwendet werden und in einer Feder mit hoher Federkonstante kann die Bewegungsenergie zwischengespeichert werden. Die Feder wird z.B. durch den Motor vorgespannt und stellt beim Auslösen des Schaltens des Leistungsschalters die gespeicherte Energie bereit, in Form von Bewegungsenergie bzw. Kraftwirkung auf die kinematische Kette. The movement when switching the contact pieces is generated in a drive, and the force generated by the drive or movement is transmitted via a kinematic chain to the respective movable contact piece. For generating kinetic energy, in the drive, e.g. Engines used and / or the kinetic energy is cached in a spring store. A hand crank or an electric motor can be used to generate kinetic energy and in a spring with high spring constant, the kinetic energy can be cached. The spring is e.g. biased by the motor and provides the stored energy when triggering the switching of the circuit breaker, in the form of kinetic energy or force on the kinematic chain.

Beim Schalten ist in der Regel der Motor von der Feder mechanisch entkoppelt, d.h. die Federkraft wirkt nicht auf den Motor. Bei einer mechanischen Kopplung von Motor und Feder beim Schalten bzw. Entspannen der Feder würde ansonsten die Federkraft durch den Motor gedämpft und nicht vollständig zum Schalten zur Verfügung stehen bzw. auf bewegliche Kontaktstücke übertragen. Beim Spannen der Feder ist der Motor hingegen mit der Feder mechanisch gekoppelt bzw. in Wirkverbindung, und die vom Motor erzeugte mechanische Bewegung und Kraft wird zum Spannen der Feder verwendet. When switching, the motor is usually mechanically decoupled from the spring, i. the spring force does not affect the engine. In a mechanical coupling of the engine and spring when switching or relaxing the spring, the spring force would otherwise be damped by the engine and not completely available for switching available or transferred to movable contacts. On the other hand, when the spring is tensioned, the motor is mechanically coupled to the spring, and the mechanical motion and force generated by the motor is used to tension the spring.

Um zwischen gekoppelt und entkoppeltem Zustand regel- oder steuerbar zu wechseln, ist zwischen Motor und Feder eine Koppeleinrichtung angeordnet. Die Feder wird über eine Spannwelle vom Motor über ein Spanngetriebe gespannt. Bei der Schaltbewegung, z.B. der Einschaltbewegung des Leistungsschalters, wird die Kraft der Feder über die Spannwelle durch Verdrehung der Spannwelle an den Schalter bzw. die beweglichen Kontaktstücke des Schalters abgegeben. In order to switch between coupled and decoupled state regulated or controllable, a coupling device is arranged between the engine and spring. The spring is tensioned by a tensioning shaft from the engine via a tension gear. In the switching movement, e.g. the closing movement of the circuit breaker, the force of the spring via the clamping shaft by rotation of the clamping shaft to the switch or the movable contact pieces of the switch is delivered.

Die Schritte vom Spannvorgang der Feder bis zum Schalten des Schalters können in fünf Phasen eingeteilt werden. Die erste Phase beschreibt dabei den Spannvorgang von einem unteren Totpunkt der Spannwelle zu einem oberen Totpunkt. Die Spannwelle befindet sich mit der Einschaltfeder, die vollständig entspannt oder teilweise vorgespannt sein kann, und welche über eine Kurbel mit der Spannwelle verbunden sein kann, in einer Stellung am unteren Totpunkt der Kurbel oder hinter dem unteren Totpunkt in Richtung der Spannbewegung. Ein Kraftschluss zwischen Motor, Spanngetriebe und Spannwelle muss hergestellt sein oder werden, damit die Feder durch Verdrehen der Spannwelle gespannt wird. The steps from spring tensioning to switching the switch can be divided into five phases. The first phase describes the clamping process from a bottom dead center of the clamping shaft to a top dead center. The tensioning shaft is located with the closing spring, which may be fully relaxed or partially biased, and which may be connected to the tensioning shaft via a crank, in a position at the bottom dead center of the crank or behind the bottom dead center in the direction of the tensioning movement. A traction between the motor, the tensioning gear and the tensioning shaft must be or must be made so that the spring is tensioned by turning the tensioning shaft.

Die zweite Phase beschreibt den Bereich vom oberen Totpunkt bis zu einer verklinkten Stellung. Wenn die Feder vollständig gespannt ist und die Kurbel sich am oberen Totpunkt befindet, muss die Kurbel durch den Motor und das Spanngetriebe bis hinter den oberen Totpunkt bewegt werden, bis das durch die Kraftwirkung der Feder am Kurbeltrieb ansteigende Drehmoment das Reibungsmoment übersteigt und die Kraft der Feder die Spannwelle in Schaltrichtung bewegen kann. Ab diesem Punkt wird die Feder die Drehbewegung der Spannwelle beschleunigen, bis diese z.B. durch eine Klinke gehalten wird. Wenn das Spanngetriebe und der Motor durch die Kraft der Einschaltfeder in dieser Phase nicht mit beschleunigt werden sollen, müssen sie von der Feder mechanisch entkoppelt werden. Eine mögliche Entkopplung kann z.B. durch eine Überholkupplung erfolgen, welche ermöglicht, dass die Spannwelle sich schneller drehen kann als das bis zu diesem Zeitpunkt antreibende Spanngetriebe. The second phase describes the range from top dead center to a latched position. When the spring is fully tensioned and the crank is at top dead center, the crank must be moved past the top dead center by the engine and the tensioner until the torque increased by the force of the spring on the crank mechanism exceeds the friction torque and force Spring can move the clamping shaft in the switching direction. From this point, the spring will accelerate the rotational movement of the tensioning shaft until it becomes e.g. is held by a pawl. If the tension gear and the motor are not to be accelerated by the force of the closing spring in this phase, they must be mechanically decoupled from the spring. A possible decoupling may e.g. take place through an overrunning clutch, which allows the clamping shaft to rotate faster than the up to this time driving drive gear.

Sind das Spanngetriebe und der Motor nicht mechanisch entkoppelt, wird die Beschleunigung der Spannwelle durch die Trägheit von Motor und Spanngetriebe in Verbindung mit der Übersetzung verringert. Trotzdem können durch die Übersetzung des Spanngetriebes sehr hohe Winkelgeschwindigkeiten im Spanngetriebe und für den Motor entstehen, für welche diese Bauteile normalerweise nicht ausgelegt sind. If the tensioning gear and the engine are not mechanically decoupled, the acceleration of the tensioning shaft is reduced by the inertia of the engine and the tensioning gear in conjunction with the gear ratio. Nevertheless, by the translation of the Tension gear very high angular velocities in the tension gear and for the engine arise, for which these components are not normally designed.

Die dritte Phase beschreibt die verklinkte Stellung und den Nachlauf. Der Motor oder das Spanngetriebe müssen mechanisch entkoppelt werden, nachdem die Spannwelle nach dem oberen Totpunkt durch die Kraft der Feder in die verklinkte Stellung gebracht wurde, wenn der Nachlauf des Motors und/oder des Spanngetriebes durch die gespeicherte kinetische Energie, oder bei noch nicht ausgeschaltetem Motor, nicht zu einer Verspannung des Spannmechanismus führen sollen. Die mechanische Entkopplung in dieser Phase verhindert, dass vom Motor und vom Spanngetriebe Drehmoment auf die Spannwelle übertragen wird. Eine Überholkupplung, wie sie in der zweiten Phase verwendet werden kann, ist dazu nicht geeignet. Eine mechanische Entkopplung kann z.B. durch eine schaltbare Klinke realisiert werden. The third phase describes the latched position and the caster. The motor or tensioning gearbox must be mechanically decoupled after the tensioning shaft has been brought into the latched position by the force of the spring after top dead center, if the engine and / or tensioner follower is due to the kinetic energy stored or not yet turned off Motor, not to lead to a tension of the clamping mechanism. The mechanical decoupling during this phase prevents torque from being transmitted to the tensioning shaft by the engine and the tensioning gearbox. An overrunning clutch, as can be used in the second phase, is not suitable for this purpose. Mechanical decoupling may e.g. be realized by a switchable latch.

Die vierte Phase beschreibt den Schaltvorgang. Beim Schalten sind das Spanngetriebe und der Motor ebenfalls mechanisch entkoppelt, damit sie nicht mit bewegt werden. Würde der Motor und das Spanngetriebe beim Schalten mit bewegt, würden durch die für die Spannwelle hinsichtlich der notwendigen Schaltgeschwindigkeit vorgegebenen Winkelgeschwindigkeiten sowie durch die Übersetzung des Spanngetriebes sehr hohe Winkelgeschwindigkeiten im Spanngetriebe und für den Motor entstehen, für die die Bauteile normalerweise nicht ausgelegt sind. Eine Beschädigung oder Zerstörung der Bauteile könnte die Folge sein. In dieser Phase ist sowohl eine Überholkupplung als auch eine schaltbare Klinke geeignet. The fourth phase describes the switching process. When switching the tension gear and the engine are also mechanically decoupled, so they are not moved. Would the engine and the tension gear moves when switching, very high angular velocities would arise in the tension gear and for the engine, for which the components are not normally designed by the predetermined for the clamping shaft in terms of the necessary switching speeds angular velocities and by the translation of the tensioning gear. Damage or destruction of the components could be the result. In this phase, both an overrunning clutch and a switchable latch is suitable.

Die fünfte Phase beschreibt das Überschwingen nach dem unteren Totpunkt und die Rücklaufsperre. Bei der Schaltbewegung wird die Spannwelle durch die Feder angetrieben, bis diese am unteren Totpunkt des Kurbelgetriebes vollständig entspannt ist und die eigentliche Schalthandlung vollzogen ist. Durch die gespeicherte kinetische Energie wird die Spannwelle bis hinter den unteren Totpunkt weiterverdreht und die Feder wird teilweise wieder gespannt, bis die kinetische Energie in die Federenergie umgewandelt ist und die Spannwelle zum Stillstand kommt. Durch eine geeignete Vorrichtung wird die Spannwelle an diesem Punkt festgehalten oder wird sich um den unteren Totpunkt herum auspendeln. Das Spanngetriebe und der Motor müssen in dieser Phase nicht mechanisch entkoppelt sein. Sind diese nicht mechanisch entkoppelt, wird die Beschleunigung der Rückwärtsdrehung der Spannwelle durch die Trägheit von Motor und Spanngetriebe in Verbindung mit der Übersetzung verringert, und kann beispielsweise durch eine Rücklaufsperre im Spanngetriebe ganz verhindert werden. The fifth phase describes the overshoot after bottom dead center and the backstop. In the switching movement, the tensioning shaft is driven by the spring until it is completely relaxed at the bottom dead center of the crank mechanism and the actual switching action is completed. Due to the stored kinetic energy, the tensioning shaft is further twisted until after the bottom dead center and the spring is partially tensioned again until the kinetic energy is converted into the spring energy and the tensioning shaft comes to a standstill. By a suitable device, the tensioning shaft will be held at this point or will pendulum around the bottom dead center. The tension gear and the motor need not be mechanically decoupled in this phase. If these are not mechanically decoupled, the acceleration of the reverse rotation of the tensioning shaft is reduced by the inertia of the engine and the tensioning gear in conjunction with the ratio, and can be completely prevented for example by a backstop in the tensioning gear.

Die zuvor beschriebene Koppeleinrichtung zwischen Motor und Feder sowie das beschriebene Verfahren vom Spannvorgang der Feder bis zum Schalten des Schalters sind fehleranfällig, benötigen viele Bauteile und verursachen durch ihre Komplexität hohe Kosten, wobei durch häufige Richtungsänderungen in der Koppeleinrichtung und durch die vielen Bauteile hohe Verluste bei der Übertragung der Bewegungsenergie entstehen können. The above-described coupling device between the motor and spring and the described method from the spring tensioning to switching the switch are prone to error, require many components and cause high costs due to their complexity, with high losses due to frequent changes in direction in the coupling device and the many components the transmission of kinetic energy can arise.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der zuvor beschriebenen Probleme. Insbesondere ist es Aufgabe eine Koppeleinrichtung für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters und ein Verfahren zum kraftschlüssigen Koppeln und Entkoppeln von Elementen einer Koppeleinrichtung eines Spanngetriebes für einen Leistungsschalter anzugeben, welche eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, einfach und mit wenig Kostenaufwand realisierbar sind, eine einfache, verlustarme Erzeugung der Bewegung für Leistungsschalter ermöglichen, wobei ein Koppeln und Entkoppeln mit wenig Aufwand und Bewegungsenergieverlusten möglich ist, gesteuert oder geregelt. The object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above. In particular, it is an object to provide a coupling device for a tensioning gear of a circuit breaker and a method for non-positive coupling and decoupling of elements of a coupling device of a tensioning gear for a circuit breaker, which have a high reliability, are simple and inexpensive to implement, a simple, low-loss generation of Enable movement for circuit breakers, with a coupling and decoupling with little effort and kinetic energy losses is possible, controlled or regulated.

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Koppeleinrichtung für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum kraftschlüssigen Koppeln und Entkoppeln von Elementen einer Koppeleinrichtung eines Spanngetriebes für einen Leistungsschalter, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Koppeleinrichtung, gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar. The stated object is achieved by a coupling device for a tensioning gear of a circuit breaker with the features according to claim 1 and / or by a method for non-positive coupling and decoupling of elements of a coupling device of a tensioning gear for a circuit breaker, in particular with a coupling device described above, according to claim 11 solved. Advantageous embodiments of the coupling device according to the invention and / or of the method according to the invention are specified in the subclaims. In this case, objects of the main claims with each other and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.

Eine erfindungsgemäße Koppeleinrichtung für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters umfasst ein erstes rotierbares Element, welches an einer Welle befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Spannantrieb steht, und ein zweites bewegbares Element zum Spannen einer Feder. Das zweite bewegbare Element ist ausgebildet, über eine kinematische Kette wenigstens einen Kontakt eines Leistungsschalters zu schalten. Das erste Element und das zweite Element stehen in einer ersten Position in mechanischem Kontakt miteinander für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element, und wenigstens ein Element des ersten und zweiten Elements ist in eine zweite Position bewegbar, in welcher das erste und zweite Element beabstandet voneinander angeordnet sind und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten Element unterbrochen ist. Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements ist in die erste und/oder zweite Position durch eine Translationsbewegung bewegbar. A coupling device according to the invention for a tensioning gear of a circuit breaker comprises a first rotatable element, which is fastened to a shaft and is in operative connection with a tensioning drive, and a second movable element for tensioning a spring. The second movable element is designed to switch via a kinematic chain at least one contact of a circuit breaker. The first member and the second member are in mechanical contact with each other in a first position for force transmission between the first and second members, and at least one member of the first and second members is movable to a second position in which the first and second members spaced from each other and a power transmission between the first and the second element is interrupted. The at least one element of the first and second elements is movable in the first and / or second position by a translational movement.

Mit der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung ist ein einfaches Koppeln und Entkoppeln zwischen Motor und Feder möglich, und durch die Translationsbewegung ist nur wenig Aufwand und wenig Energie dafür notwendig. Dies führt zu geringen Kosten und zu einer höheren Zuverlässigkeit gegenüber Koppeleinrichtungen mit z. B. aufwendigen Getrieben, welche eine große Anzahl an Elementen umfassen, insbesondere mit vielen Wellen und Zahnrädern. Es ist eine einfache, verlustarme Erzeugung der Bewegung mit der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung möglich, wobei ein Koppeln und Entkoppeln mit wenig Bewegungsenergieverlust erfolgen kann, geregelt oder gesteuert. With the coupling device according to the invention a simple coupling and decoupling between the engine and spring is possible, and by the translational movement only little effort and little energy is necessary. This leads to low costs and higher reliability compared to coupling devices with z. B. consuming gear, which comprise a large number of elements, in particular with many shafts and gears. It is a simple, low-loss generation of movement with the coupling device according to the invention possible, wherein a coupling and decoupling can be done with little kinetic energy loss, regulated or controlled.

Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements kann ein Zahnrad sein oder kann ein Zahnrad umfassen. Insbesondere können das erste und das zweite Element ein Zahnrad sein oder umfassen. Zahnräder ergeben eine einfache, zuverlässige Kraftübertragung zwischen zwei Elementen im Zustand, wo sie ineinander greifen. Die Kraftübertragung kann einfach durch Translationsbewegung getrennt werden, insbesondere durch Translationsbewegung entlang der Rotationsachse der Zahnräder. Dadurch wird eine hohe Zuverlässigkeit beim Koppeln und Entkoppeln erreicht. Das bzw. die Zahnräder können von einem Spanngetriebe umfasst sein, d.h. Teil des Spanngetriebes sein. Dadurch wird ein kompakter, einfacher Aufbau ermöglicht. The at least one element of the first and second elements may be a gear or may comprise a gear. In particular, the first and second elements may be or include a gear. Gears provide a simple, reliable power transfer between two elements in the state where they mesh. The power transmission can be easily separated by translational movement, in particular by translational movement along the axis of rotation of the gears. This achieves high reliability in coupling and decoupling. The gear (s) may be comprised of a tensioner gear, i. Be part of the tensioner. This allows a compact, simple construction.

Ein Element des ersten und zweiten Elements kann ein Spannradritzel sein oder umfassen. Ein Element des ersten und zweiten Elements kann ein Spannrad sein oder umfassen. Das Spannrad kann entlang seines Umfangs eine Verzahnung aufweisen, welche insbesondere nicht vollständig um den Umfang des Spannrads ausgebildet ist. Mit der Anordnung sind die zuvor beschriebenen Phasen beim Spannen und Schalten einfach und kostengünstig zu realisieren. Ist ein Element ein Spannradritzel und ein Element ein Spannrad, insbesondere ein Spannrad mit nicht vollständig entlang des Umfangs ausgebildeter Verzahnung, so kann durch eine Lücke in der Verzahnung eine mechanische Entkopplung des Spannrades insbesondere in den Phasen zwei und drei des Spannvorgangs erfolgen. In der ersten Phase sind die Verzahnungen im Eingriff miteinander und in der vierten Phase werden die Verzahnungen wieder in Eingriff gebracht. Dadurch kann das Spannrad ohne Rückwirkung auf das Spanngetriebe in der zweiten Phase beschleunigt werden und in der dritten Phase treten keine oder nur geringe Verspannungen auf. Der Motor wir in der zweiten Phase von der Spannungsversorgung getrennt und kurzgeschlossen, bis zum Zeitpunkt des Einschaltens am Anfang der vierten Phase. An element of the first and second elements may be or comprise a Spannradritzel. An element of the first and second elements may be or include a tensioning wheel. The tensioning wheel may have along its circumference a toothing, which is in particular not completely formed around the circumference of the tensioning wheel. With the arrangement, the phases described above during clamping and switching are easy and inexpensive to implement. Is an element a Spannradritzel and an element a tensioning wheel, in particular a tensioning wheel with not completely formed along the circumference toothing, so can be done by a gap in the toothing mechanical decoupling of the tensioning wheel, in particular in the phases two and three of the clamping operation. In the first phase, the gears are engaged with each other and in the fourth phase, the gears are re-engaged. As a result, the tensioning wheel can be accelerated without reacting to the tensioning gear in the second phase and in the third phase, little or no tension occurs. The motor is disconnected from the power supply in the second phase and short-circuited until the time of power-up at the beginning of the fourth phase.

Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements kann in die erste und/oder zweite Position durch eine Translationsbewegung entlang einer Achse bewegbar sein, insbesondere entlang einer Mittelachse und/oder Rotationsachse des wenigstens einen Elements. Eine Bewegung entlang einer Mittel- und/oder Rotationsachse ist einfach, mit geringem technischem Aufwand und zuverlässig ausführbar. Ein Verkanten oder Blockieren von z. B. Zahnrädern oder Spannradritzel und Spannrad kann durch Bewegung entlang einer Achse vermieden werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung erreicht wird. Ein einfaches Ineinandergreifen von z. B. Zähnen von Zahnrädern oder Spannradritzel und Spannrad, und ein einfaches Lösen des Ineinandergreifens wird selbst bei Bewegung der Elemente möglich durch die Translationsbewegung entlang einer Achse zum Lösen oder Herstellen des Ineinandergreifens. The at least one element of the first and second elements can be movable into the first and / or second position by a translational movement along an axis, in particular along a central axis and / or rotational axis of the at least one element. A movement along a central and / or rotational axis is simple, with little technical effort and reliably executable. Tilting or blocking z. As gears or Spannradritzel and tensioning wheel can be avoided by movement along an axis, whereby a high reliability of the coupling device according to the invention is achieved. A simple mesh of z. For example, teeth of gears or Spannradritzel and tensioning wheel, and a simple release of the mesh is possible even with movement of the elements by the translational movement along an axis for releasing or establishing the mesh.

Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements kann in die erste und/oder zweite Position durch einen Aktuator bewegbar sein, insbesondere durch eine Feder, einen Hebel und/oder einen Motor. Die Bewegung kann auch durch Trägheit insbesondere eines Ritzels angeordnet an einer schraubenförmigen Verzahnung wenigstens eines Spannrads erfolgen. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Erzeugung und/oder Bereitstellung der für die Translationsbewegung notwendigen Energie möglich. The at least one element of the first and second elements may be movable in the first and / or second position by an actuator, in particular by a spring, a lever and / or a motor. The movement can also be done by inertia in particular a pinion arranged on a helical toothing at least one tensioning wheel. As a result, a simple and cost-effective generation and / or provision of the energy necessary for the translational movement is possible.

Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements kann federnd gelagert sein, zum Bewegen in die zweite Position und zum Einspuren des ersten und zweiten Elements kraftschlüssig ineinander. Durch die federnde Lagerung wird z. B. bei anlaufendem Motor eine Translationsbewegung und Verzahnung möglich, da im Falle des Aufeinandertreffens von Zähnen beim Einspurvorgang das Zahnrad oder Ritzel in der Stellung verharren kann, bis durch eine erfolgte Weiterdrehung des Ritzels Zahn auf Lücke im anderen Zahnrad oder im Spannrad trifft, und so ein Einspuren einfach und ohne Verkanten möglich wird. The at least one element of the first and second elements may be resiliently mounted, for moving in the second position and for meshing the first and second elements frictionally with each other. Due to the resilient storage z. B. with starting motor a translational movement and teeth possible because in the case of the meeting of teeth during meshing the gear or pinion can remain in position until a further rotation of the pinion tooth hits gap in the other gear or in the tensioning wheel, and so a Einspuren is possible easily and without tilting.

Der Spannantrieb kann einen elektrischen Motor umfassen oder ein elektrischer Motor sein. Elektrische Motoren sind kostengünstig, gut steuer- und regelbar sowie einfach und zuverlässig zu betreiben. The tensioning drive may comprise an electric motor or be an electric motor. Electric motors are inexpensive, easy to control and regulate, and easy and reliable to operate.

Die Feder kann in Wirkverbindung mit dem zweiten bewegbaren Element sein. Die Feder kann eine Schraubenfeder, eine Drehfeder oder eine Blattfeder sein oder umfassen, insbesondere mit einer Federkonstante zum Schalten eines Kontakts eines Hochspannungs-Leistungsschalters über eine kinematische Kette. Insbesondere Schraubenfedern, Drehfedern oder Blattfedern können über lange Zeit, zuverlässig Bewegungsenergie speichern und ohne äußere Energiezufuhr Bewegungsenergie bereitstellen. Sie sind einfach und kostengünstig ausführbar sowie platzsparend anordenbar. The spring may be in operative connection with the second movable element. The spring may be a coil spring, a torsion spring or a Leaf spring or include, in particular with a spring constant for switching a contact of a high-voltage circuit breaker via a kinematic chain. In particular, coil springs, torsion springs or leaf springs can store kinetic energy reliably over a long period of time and provide kinetic energy without external energy supply. They are simple and inexpensive executable and space-saving can be arranged.

Das wenigstens eine, zwischen der ersten und zweiten Position bewegbare Element kann steuerbar oder regelbar sein, insbesondere zwischen der ersten und zweiten Position gesteuert oder geregelt bewegbar sein, zum phasenweisen Steuern oder Regeln der Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element. Dadurch wird eine gezielte, zeitlich bestimmte Bewegung und Funktion des wenigstens einen, zwischen der ersten und zweiten Position bewegbaren Elements ermöglicht. The at least one element movable between the first and second positions may be controllable, in particular controlled between the first and second positions, for phase-controlling or regulating the transmission of force between the first and second elements. As a result, a specific, temporally determined movement and function of the at least one element movable between the first and second position is made possible.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum kraftschlüssigen Koppeln und Entkoppeln von Elementen einer Koppeleinrichtung eines Spanngetriebes für einen Leistungsschalter, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Koppeleinrichtung, umfasst, dass wenigstens ein Element eines ersten rotierbaren Elements und eines zweiten bewegbaren Elements von einer zweiten Position in eine erste Position bewegt wird und/oder von der ersten in die zweite Position bewegt wird. In der ersten Position besteht für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element ein mechanischer, kraftschlüssiger Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Element. In der zweiten Position ist oder wird das erste und zweite Element beabstandet voneinander angeordnet, mit unterbrochener Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element. Das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements, wird in die erste und/oder in die zweite Position durch eine Translationsbewegung bewegt. An inventive method for non-positive coupling and decoupling of elements of a coupling device of a tensioner for a circuit breaker, in particular with a coupling device described above, comprises moving at least one element of a first rotatable element and a second movable element from a second position to a first position and / or moved from the first to the second position. In the first position there is a mechanical force-locking contact between the first and second elements for a force transmission between the first and second element. In the second position, the first and second members are or are spaced apart from each other, with intermittent force transmission between the first and second members. The at least one element of the first and second elements, is moved in the first and / or in the second position by a translational movement.

Die Translationsbewegung des wenigstens einen Elements des ersten und zweiten Elements kann entlang einer Achse erfolgen, insbesondere entlang der Mittelachse und/oder Rotationsachse des wenigstens einen Elements. The translational movement of the at least one element of the first and second elements can take place along one axis, in particular along the central axis and / or rotation axis of the at least one element.

Es können folgende Schritte zeitlich aufeinanderfolgend erfolgen,

  • – eine entspannte oder teilweise gespannte Feder, zum Bewegen wenigstens eines Kontakts eines Leistungsschalters über eine kinematische Kette beim Schalten, wird kraftschlüssig über eine Spannwelle und dem mit der Spannwelle mechanisch insbesondere fest verbundenen zweiten Element, durch Translationsbewegung des ersten und/oder zweiten Elements mit dem ersten Element sowie dem Spannantrieb verbunden,
  • – Spannen der Feder durch den Spannantrieb, durch Kraftübertragung vom Spannantrieb über eine Welle, dem mit der Welle verbundenen ersten Element, weiter über das erste und zweite Element sowie über die Spannwelle auf die Feder,
  • – Verklinken insbesondere der Spannwelle über eine Verklinkungsvorrichtung und Entkoppeln des ersten und zweiten Elements durch Translationsbewegung wenigstens eines Elements des ersten und zweiten Elements.
The following steps can take place in chronological succession,
  • - A relaxed or partially tensioned spring, for moving at least one contact of a circuit breaker via a kinematic chain when switching is non-positively via a clamping shaft and mechanically connected to the clamping shaft in particular firmly connected second element, by translational movement of the first and / or second element with the connected first element and the tensioning drive,
  • Tensioning of the spring by the tensioning drive, by force transmission from the tensioning drive via a shaft, the first element connected to the shaft, further via the first and second element and via the tensioning shaft to the spring,
  • - Latching in particular of the tensioning shaft via a latching device and decoupling of the first and second elements by translational movement of at least one element of the first and second elements.

Nach dem Schritt Entkoppeln bei einem Schaltvorgang des Leistungsschalters kann die Feder entspannt werden. Insbesondere kann die Feder entspannt werden, wenn das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements in einer zweiten Position ist, in welcher das erste und zweite Element beabstandet voneinander angeordnet sind und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element unterbrochen ist. After decoupling during a circuit breaker operation, the spring can be released. In particular, the spring can be relaxed when the at least one element of the first and second elements is in a second position, in which the first and second elements are spaced apart from each other and a power transmission between the first and second element is interrupted.

Ein Spannen der Feder kann über eine Kurbel erfolgen. Das Spannen kann durch Übertragung einer Kraft von der Spannwelle über die Kurbel auf die Feder erfolgen. Ein oberer Totpunkt der Kurbel kann bei kraftschlüssiger Verbindung des ersten und zweiten Elements überwunden werden. A tensioning of the spring can be done via a crank. The tensioning can be done by transmitting a force from the tensioning shaft via the crank to the spring. An upper dead center of the crank can be overcome in non-positive connection of the first and second elements.

Ein Schalten des Leistungsschalters kann durch Entspannen der Feder und Kraftübertragung von der Feder auf die Schaltwelle erfolgen. Dabei kann die Kraftübertragung über die Kurbel und über weitere Elemente der kinematischen Kette, auf einen Kontakt des Leistungsschalters erfolgen. Das erste und zweite Element können dabei mechanisch entkoppelt und beabstandet sein, und ein unterer Totpunkt der Kurbel, bis zu dem das Schalten erfolgt, kann durch Trägheit oder beim Spannen der Feder überwunden werden. A switching of the circuit breaker can be done by relaxing the spring and power transmission from the spring to the shift shaft. In this case, the power transmission via the crank and other elements of the kinematic chain, carried on a contact of the circuit breaker. The first and second elements can be mechanically decoupled and spaced, and a bottom dead center of the crank, up to which the switching occurs, can be overcome by inertia or when tensioning the spring.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum kraftschlüssigen Koppeln und Entkoppeln von Elementen einer Koppeleinrichtung eines Spanngetriebes für einen Leistungsschalter, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Koppeleinrichtung, nach Anspruch 11 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Koppeleinrichtung für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters nach Anspruch 1 und umgekehrt. The advantages of the method according to the invention for non-positive coupling and decoupling of elements of a coupling device of a tensioner for a circuit breaker, in particular with a coupling device described above, according to claim 11 are analogous to the advantages of the coupling device described above for a tensioning gear of a circuit breaker according to claim 1 and vice versa.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele von Koppeleinrichtungen schematisch in den 1 bis 3 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben, wobei in 3 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In the following, embodiments of coupling devices are shown schematically in the 1 to 3 shown and described in more detail below, wherein in 3 an inventive embodiment is shown.

Dabei zeigen die The show

1 schematisch in Schrägansicht ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters nach dem Stand der Technik, mit Spannantrieb 5 und Feder 6, und 1 Schematically, a tensioning gear of a circuit breaker after the Prior art, with tension drive 5 and spring 6 , and

2 schematisch in Schrägansicht ein Spanngetriebe der 1, mit einem Ritzel 2 und einem Spannrad 3 mit Lücke in der Verzahnung, 2 schematically oblique view of a tension gear of 1 , with a pinion 2 and a tension wheel 3 with a gap in the teeth,

3 schematisch in Schrägansicht ein Spanngetriebe mit einer erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung 1, mit translatorisch bewegbarem Ritzel 2 zur Entkopplung des Spannantriebs 5 von der Feder 6. 3 schematically oblique view of a tensioning gear with a coupling device according to the invention 1 , with translatory movable pinion 2 for decoupling the tensioning drive 5 from the spring 6 ,

In 1 ist schematisch in Schrägansicht ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Leistungsschalter wird beim Schalten durch eine Feder 6 angetrieben, welche die Bewegungsenergie zum Bewegen von elektrischen Kontaktstücken der Kontakte des Leistungsschalters speichert. Der Einfachheit halber sind in den Figuren Kontakte mit Kontaktstücken nicht dargestellt. Beim Schalten wird eine Verklinkungseinrichtung 10 der Feder gelöst und z. B. durch Expansion der Feder Bewegungsenergie freigesetzt. Elemente der kinematischen Kette des Leistungsschalters übertragen die Bewegungsenergie der Feder 6 auf die beweglichen Kontaktstücke des Leistungsschalters, wodurch ein elektrischer Kontakt geöffnet oder geschlossen wird, d.h. der Leistungsschalter schaltet. In 1 is schematically illustrated in oblique view a tensioning gear of a circuit breaker according to the prior art. The circuit breaker is switched by a spring when switching 6 driven, which stores the kinetic energy for moving electrical contact pieces of the contacts of the circuit breaker. For simplicity, contacts with contact pieces are not shown in the figures. When switching is a Verklinkungseinrichtung 10 solved the spring and z. B. released by expansion of the spring kinetic energy. Elements of the kinematic chain of the circuit breaker transmit the kinetic energy of the spring 6 on the movable contacts of the circuit breaker, whereby an electrical contact is opened or closed, ie the circuit breaker switches.

Für weitere Schaltvorgänge muss nach einem oder mehreren erfolgten Schaltvorgängen Bewegungsenergie der Feder 6 wieder zugeführt werden. Die Feder 6 wird z. B. wieder gespannt durch Zusammendrücken der Feder 6. Ein Spannantrieb 5, insbesondere ein elektrischer Motor, erzeugt Bewegungsenergie in Form von Rotation einer Welle 4. Über Getriebeelemente 12 wird die Rotation auf eine Spannwelle 9 übertragen, welche z. B. eine Kurbel 11 antreibt. Die Kurbel 11 ist mit Teilen der kinematischen Kette 7 mechanisch verbunden, z. B. mit einer Antriebsstange. Über die Teile der kinematischen Kette 7 wird die Feder 6 gespannt. Die Kurbel 11 in Verbindung mit den Teilen der kinematischen Kette 7 wandelt die Rotationsbewegung der Spannwelle 9 in eine Translationsbewegung z. B. der Antriebsstange um, wodurch die Feder 6 gespannt wird. Die gespannte Feder 6 wird verklinkt, d. h. die Verklinkungsvorrichtung 10 blockiert die Bewegung der Teile der kinematischen Kette 7 bis zum Auslösen des nächsten Schaltvorgangs. Die Bewegungsenergie für den Schaltvorgang ist in der Feder 6 gespeichert. For further switching operations, kinetic energy of the spring must occur after one or more switching operations 6 be fed again. The feather 6 is z. B. stretched by squeezing the spring 6 , A tension drive 5 , in particular an electric motor, generates kinetic energy in the form of rotation of a shaft 4 , About gear elements 12 is the rotation on a tensioning shaft 9 transferred, which z. B. a crank 11 drives. The crank 11 is with parts of the kinematic chain 7 mechanically connected, z. B. with a drive rod. About the parts of the kinematic chain 7 becomes the spring 6 curious; excited. The crank 11 in connection with the parts of the kinematic chain 7 converts the rotational movement of the clamping shaft 9 in a translational movement z. B. the drive rod, whereby the spring 6 is tense. The cocked spring 6 is latched, ie the latching device 10 blocks the movement of the parts of the kinematic chain 7 until the next switching operation is triggered. The kinetic energy for the switching process is in the spring 6 saved.

In 1 sind insbesondere die Elemente der kinematischen Kette 7, der Verklinkungsvorrichtung 10 und des Spannantriebs 5 sowie der Feder 6 nur symbolisch angedeutet. Es können weitere Getriebeelemente 12, wie z. B. unterschiedlich große Zahnräder eines Zahnradgetriebes, zum Umwandeln von Bewegungsenergie und Kräften verwendet werden sowie ein Freilauf, um den Spannantrieb 5 beim Auslösen des Schaltens nicht zu beschädigen. Ein Verklinken kann über ein Spannrad mit Transportklinke erfolgen und eine Motorsteuerung kann in Verbindung mit Positionsschaltern, wie z. B. einem Motorendlagenschalter erfolgen. Elemente, wie z. B. eine Rücklaufsperre, um ein Rückschwingen der Spannwelle 9 nach einem Einschaltvorgang zu verhindern, können verwendet werden sowie Elemente, wie z. B. eine Überholkupplung zum Entkoppeln der Spannwelle 9 vom Spanngetriebe 12 nach dem Spannvorgang und während des Einschaltvorgangs. Der Motor eines Spannantriebs 5 kann elektrisch geregelt oder gesteuert werden, insbesondere durch eine Steuerungseinrichtung, und kann z.B. über Elemente wie eine Motorbremse, insbesondere durch Kurzschluss am Ende des Spannvorgangs, abgebremst werden. In 1 are in particular the elements of the kinematic chain 7 , the latching device 10 and the tension drive 5 as well as the spring 6 only symbolically indicated. There may be other transmission elements 12 , such as Example, different sized gears of a gear transmission to be used for converting kinetic energy and forces and a freewheel to the tensioning drive 5 not to damage when triggering the switching. A latching can be done via a tensioning wheel with transport pawl and a motor control can be used in conjunction with position switches, such. B. a Motorendlagenschalter done. Elements, such as B. a backstop to a swing back of the clamping shaft 9 after a switch-on to prevent, can be used as well as elements such. B. an overrunning clutch for decoupling the clamping shaft 9 from the tension gear 12 after the clamping process and during the switch-on process. The engine of a tension drive 5 can be electrically controlled or controlled, in particular by a control device, and can be braked for example via elements such as an engine brake, in particular by short circuit at the end of the clamping process.

In 2 ist ein Spanngetriebe der 1 schematisch in Schrägansicht dargestellt, zusätzlich mit einer Koppeleinrichtung 1 zum Entkoppeln des Spannantriebs 5 von Teilen der kinematische Kette 7 und der Feder 6, insbesondere zum Entkoppeln nach dem Spannvorgang und beim Schalten des Leistungsschalters. Die Koppeleinrichtung 1 umfasst ein Ritzel 2 und ein Spannrad 3. Das Spannrad 3 weist entlang seines Umfangs eine Verzahnung auf, welche mit einer Verzahnung entlang des Umfangs des Ritzels 2 Phasenweise in Wirkverbindung steht, d. h. ineinandergreifend angeordnet ist. Die Verzahnung des Ritzels 2 ist auf der Zylindermantelfläche des Ritzels 2 angeordnet und vollständig um den Umfang des Ritzels 2 ausgebildet. Die Verzahnung des Spannrads 3 ist auf der Zylindermantelfläche des Spannrads 3 angeordnet und nur teilweise entlang des Umfangs des Spannrads 3 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Hälfte des Umfangs des Spannrads 3 mit einer Verzahnung versehen, und die andere Hälfte weist die mantelfläche ohne Verzahnung auf. In 2 is a tension gear of the 1 schematically shown in an oblique view, in addition to a coupling device 1 for decoupling the tensioning drive 5 of parts of the kinematic chain 7 and the spring 6 , in particular for decoupling after the clamping operation and when switching the circuit breaker. The coupling device 1 includes a pinion 2 and a tension wheel 3 , The tensioning wheel 3 has along its periphery a toothing, which with a toothing along the circumference of the pinion 2 Phased in operative connection, that is arranged in an intermeshing manner. The toothing of the pinion 2 is on the cylinder surface of the pinion 2 arranged and completely around the circumference of the pinion 2 educated. The toothing of the tensioning wheel 3 is on the cylindrical surface of the tensioning wheel 3 arranged and only partially along the circumference of the tensioning wheel 3 educated. In the embodiment of 2 is half the circumference of the tensioning wheel 3 provided with a toothing, and the other half has the mantle surface without teeth.

Beim Spannvorgang der Feder 6, d. h. der zuvor beschriebenen Phase 1, sind die Verzahnungen des Ritzels 2, welches in Wirkverbindung mit Getriebeelementen 12 steht, und des Spannrads 3, welches in Wirkverbindung mit der Spannwelle 9 sowie über Elemente der kinematischen Kette 7 mit der Feder 6 steht, im gegenseitigen Eingriff. Eine Drehbewegung, welche vom Spannantrieb 5, insbesondere von einem elektrischen Motor, erzeugt wird, und von Getriebeelementen 12 umgesetzt bzw. übersetzt wird, wird über die Koppeleinrichtung 1, mit Ritzel 2 und Spannwelle 3 in gegenseitigem Eingriff, auf die Spannwelle 9 übertragen, welche über eine Kurbel 11 in Verbindung mit Teilen der kinematische Kette 7 die Drehbewegung in eine Translationsbewegung umwandelt, welche die Feder 6 spannt. When tensioning the spring 6 ie the phase described above 1 , are the gears of the pinion 2 , which in operative connection with transmission elements 12 stands, and the tension wheel 3 , which in operative connection with the tensioning shaft 9 as well as elements of the kinematic chain 7 with the spring 6 stands, in mutual engagement. A rotary motion, which from the tension drive 5 , in particular of an electric motor, and of transmission elements 12 is implemented or translated, is via the coupling device 1 , with pinion 2 and tensioning shaft 3 in mutual engagement, on the tension shaft 9 transmitted, which via a crank 11 in conjunction with parts of the kinematic chain 7 the rotational movement converts into a translational movement, which is the spring 6 stressed.

In den zuvor beschriebenen Phasen 2 und 3, d. h. der Bewegung vom oberen Totpunkt der Kurbel 11 bis zu einer verklinkten Stellung, wobei die Feder 6 vollständig gespannt ist, sowie beim Nachlauf des Spannantriebs 5 und von Getriebeelementen 12, ist durch die Lücke in der Verzahnung des Spannrads 3 das Ritzel 2 und das Spannrad 3 voneinander entkoppelt. Eine Bewegung des Spannantriebs 5 und von Getriebeelementen 12 über die Welle 4 und das Ritzel 2 wird nicht auf die Feder 6 über das Spannrad 5, die Spannwelle 9, die Kurbel 11 sowie Teile einer kinematische Kette 7 übertragen. Bewegungen der Feder 6 sind entkoppelt von Bewegungen des Spannantriebs 5 und umgekehrt. Ein Beschädigung eines Elements 5, 6 durch die Bewegung des jeweils anderen Elements 6, 5 wird so verhindert. In the phases described above 2 and 3 , ie the movement from top dead center of the crank 11 up to a latched position, the spring 6 fully tensioned, as well as during the trailing of the tensioning drive 5 and of transmission elements 12 , is through the gap in the toothing of the tensioning wheel 3 the pinion 2 and the tension wheel 3 decoupled from each other. A movement of the tensioning drive 5 and of transmission elements 12 over the wave 4 and the pinion 2 is not on the spring 6 over the tension wheel 5 , the tensioning shaft 9 , the crank 11 as well as parts of a kinematic chain 7 transfer. Movements of the spring 6 are decoupled from movements of the tensioning drive 5 and vice versa. Damage to an element 5 . 6 by the movement of the other element 6 . 5 is thus prevented.

Beim Schalten des Leistungsschalters, d. h. der zuvor beschriebenen Phase 4, kann am Ende des Schaltvorgangs das Spannrad 3 und das Ritzel 2 mit ihren jeweiligen Zähnen wieder in gegenseitigen Eingriff gebracht werden, oder bei Verwendung z. B. einer Überholkupplung angeordnet in der Spannwelle 9, kann beim Schalten das Spannrad 3 und das Ritzel 2 mit ihren jeweiligen Zähnen in einem Zustand mit gegenseitigem Eingriff sein. Durch eine Überholkupplung, welche der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt ist, kann beim Schalten das Mitdrehen von Getriebeelementen 12 bei Drehung der Spannwelle 9 verhindert werden. When switching the circuit breaker, ie the phase described above 4 , at the end of the switching process, the tensioning wheel 3 and the pinion 2 be brought back into mutual engagement with their respective teeth, or when using z. B. an overrunning clutch arranged in the clamping shaft 9 , when switching the tensioning wheel 3 and the pinion 2 be in a state of mutual engagement with their respective teeth. By an overrunning clutch, which is not shown in the figures for the sake of simplicity, when turning the co-rotation of transmission elements 12 upon rotation of the tensioning shaft 9 be prevented.

In der zuvor beschriebenen fünften Phase des Überschwingens nach dem unteren Totpunkt werden Getriebeelementen 12 rückwärts mitgenommen und eine Rücklaufsperre, welche der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt ist, kann ein Rückschwingen der Spannwelle 9 verhindern. Die Rücklaufsperre kann zwischen Getriebeelementen 12 angeordnet sein und verhindert das Rückswingen der Spannwelle 9 in einem Zustand mit gegenseitigem Eingriff der jeweiligen Zähne des Spannrads 3 und des Ritzels 2. In the above-described fifth phase of overshoot after bottom dead center, gear elements become 12 taken backwards and a backstop, which is not shown in the figures for the sake of simplicity, can swing back the tensioning shaft 9 prevent. The backstop can be between transmission elements 12 be arranged and prevents the return swing of the clamping shaft 9 in a state of mutual engagement of the respective teeth of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 ,

Durch die zuvor beschriebene Anordnung ist ein Schalten des Leistungsschalters und ein Spannen der Feder 6 ohne Beschädigung von Elementen 2 bis 5, 7, 9, 11 und 12 möglich. Voraussetzung ist, dass beim Einschalten die Verzahnungen des Ritzels 2 und des Spannrads 3 in einem Zustand mit gegenseitigem Eingriff sind. By the arrangement described above is a switching of the circuit breaker and a tensioning of the spring 6 without damaging elements 2 to 5 . 7 . 9 . 11 and 12 possible. The condition is that when switching on the gears of the pinion 2 and the tension wheel 3 in a state of mutual engagement.

In 3 ist schematisch in Schrägansicht ein Spanngetriebe wie in 2 dargestellt, jedoch mit einer erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung 1. Das Ritzel 2, als das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements, ist translatorisch bewegbar. Durch die Translationsbewegung des Ritzels 2, bzw. z. B. eines Zahnrads als das wenigstens eine Element, können der Spannantrieb 5 und Getriebeelemente 12 von der Feder 6 und von Teilen der kinematischen Kette 7 entkoppelt werden. Eine gleichzeitige Entkopplung von Getriebeelementen 12 untereinander kann verhindert werden, z.B. durch längliche Ausbildung von Zahnrädern als Getriebeelemente 12 mit einer Länge größer der Länge der Translationsbewegung. Dadurch können, selbst bei einer Verschiebung der Getriebeelemente 12 über eine Verschiebung der Welle 4 mit dem Ritzel 2, die Getriebeelemente 12 untereinander in Wirkverbindung bzw. Zahnräder in gegenseitigem Eingriff bleiben. In 3 is schematically oblique view of a tensioner as in 2 shown, but with a coupling device according to the invention 1 , The pinion 2 , as the at least one element of the first and second elements, is translationally movable. By the translational movement of the pinion 2 , or z. As a gear as the at least one element, the tensioning drive 5 and transmission elements 12 from the spring 6 and parts of the kinematic chain 7 be decoupled. A simultaneous decoupling of transmission elements 12 with each other can be prevented, for example by elongated training of gears as transmission elements 12 with a length greater than the length of the translation movement. This allows, even with a displacement of the transmission elements 12 about a shift of the wave 4 with the pinion 2 , the transmission elements 12 remain engaged with each other in operative connection or gears in mutual engagement.

Bei Ausführung des Spannrads 3 als Zahnrad, mit vollständig um den Umfang herum angeordneten Zähnen, d. h. ohne Zahnlücken, und bei Ausführung des Ritzels 2 ebenfalls als Zahnrad mit vollständig um den Umfang herum angeordneten Zähnen, erfolgt eine Trennung der mechanischen Verbindung von Spannantrieb 5 und Feder 6 durch Verschiebung des Spannrads 3 und des Ritzels 2 gegeneinander. Das Spannrad 3, insbesondere starr befestigt an der Spannwelle 9, ist mit seiner Rotationsachse, welche der Längsachse der Spannwelle 9 entspricht, parallel zur Rotationsachse des Ritzels 3, welches insbesondere starr befestigt an der Welle 4 ist und eine Rotationsachse aufweist, welche der Längsachse der Welle 4 entspricht, angeordnet. Eine Verschiebung des Spannrads 3 und des Ritzels 2 gegeneinander erfolgt in eine Richtung parallel der Rotationsachse des Spannrads 3 und des Ritzels 2. When executing the tensioning wheel 3 as a gear, with completely around the circumference arranged teeth, ie without tooth gaps, and in the execution of the pinion 2 also as a gear with completely around the circumference arranged teeth, there is a separation of the mechanical connection of clamping drive 5 and spring 6 by shifting the tensioning wheel 3 and the pinion 2 up to today. The tensioning wheel 3 , in particular rigidly fixed to the tensioning shaft 9 , is with its axis of rotation, which is the longitudinal axis of the clamping shaft 9 corresponds, parallel to the axis of rotation of the pinion 3 which in particular rigidly attached to the shaft 4 is and has an axis of rotation, which is the longitudinal axis of the shaft 4 corresponds, arranged. A shift of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 against each other takes place in a direction parallel to the axis of rotation of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 ,

Sind die Zähne des Spannrads 3 und des Ritzels 2 gegenseitig ineinandergreifend angeordnet, d. h. steht das Spannrad 3 und das Ritzels 2 in Wirkverbindung miteinander, kann eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, bzw. eine Kraft über die Wirkverbindung, d. h. die Koppeleinrichtung 1 mit Spannrad 3 und Ritzels 2 in Wirkverbindung, übertragen werden. Wird das Spannrad 3 und/oder das Ritzel 2 entlang der Rotationsachse translatorisch bewegt bzw. gegeneinander verschoben, dann greifen ab einer Verschiebelänge größer der Dicke des Spannrads 3 und/oder des Ritzels 2 die Zähne des Spannrads 3 und des Ritzels 2 nicht mehr ineinander. Die Wirkverbindung ist nicht vorhanden und die Koppeleinrichtung 1 mit Spannrad 3 und Ritzels 2 ist entkoppelt. Eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, bzw. eine Kraft über die Koppeleinrichtung 1 mit Spannrad 3 und Ritzels 2, kann nicht übertragen werden. Die mechanische Verbindung von Spannantrieb 5 und Feder 6 ist unterbrochen, beide können unabhängig voneinander Bewegungen erzeugen und übertragen, ohne Rückwirkung auf das jeweils andere Element bzw. Teil. Are the teeth of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 arranged mutually interlocking, ie is the tensioning wheel 3 and the pinion 2 in operative connection with each other, a movement, in particular a rotational movement, or a force on the operative connection, ie the coupling device 1 with tensioning wheel 3 and pinions 2 in operative connection, be transferred. Will the tension wheel 3 and / or the pinion 2 moved translationally along the axis of rotation or shifted from each other, then grab from a displacement greater than the thickness of the tensioning wheel 3 and / or the pinion 2 the teeth of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 not in each other anymore. The active compound is not present and the coupling device 1 with tensioning wheel 3 and pinions 2 is decoupled. A movement, in particular a rotational movement, or a force via the coupling device 1 with tensioning wheel 3 and pinions 2 , can not be transferred. The mechanical connection of tensioning drive 5 and spring 6 is interrupted, both can independently generate and transmit movements, without repercussion on the other element or part.

Eine translatorische Verschiebung in die Entgegengesetzte Richtung entlang der Rotationsachse um die gleiche Länge wie die Verschiebung zum Entkoppeln, führt zu einem Koppeln des Spannrads 3 mit dem Ritzel 2. Die Zähne des Spannrads 3 und des Ritzels 2 greifen wieder ineinander. Die Wirkverbindung ist wiederhergestellt und die Koppeleinrichtung 1 mit Spannrad 3 und Ritzels 2 ist im gekoppelten Zustand. Eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, bzw. eine Kraft über die Wirkverbindung, d. h. die Koppeleinrichtung 1 mit Spannrad 3 und Ritzels 2 in Wirkverbindung, kann übertragen werden. Die mechanische Verbindung von Spannantrieb 5 und Feder 6 ist gegeben und die Feder 6 kann, wie zuvor beschrieben, durch eine vom Spannantrieb 5 erzeugte Rotationsbewegung, welche z. B. durch eine Kurbel 11 und Teile einer kinematische Kette 7 in eine Translationsbewegung umgewandelt wird, gespannt werden. A translational displacement in the opposite direction along the axis of rotation by the same length as the displacement for decoupling results in coupling of the tensioning wheel 3 with the pinion 2 , The teeth of the tensioning wheel 3 and the pinion 2 mesh again. The Active connection is restored and the coupling device 1 with tensioning wheel 3 and pinions 2 is in the coupled state. A movement, in particular a rotational movement, or a force on the operative connection, that is, the coupling device 1 with tensioning wheel 3 and pinions 2 in operative connection, can be transferred. The mechanical connection of tensioning drive 5 and spring 6 is given and the spring 6 can, as previously described, by one of the tensioning drive 5 generated rotational movement, which z. B. by a crank 11 and parts of a kinematic chain 7 is transformed into a translational movement, be stretched.

Durch translatorische Verschiebung von Spannrad 3 und Ritzel 2 gegeneinander, geregelt oder gesteuert zu bestimmten Zeitpunkten während oder zwischen den zuvor beschriebenen Phasen, d. h. der Schritte vom Spannvorgang der Feder bis zum Schalten des Schalters, kann mit wenig Aufwand eine mechanische Kopplung und Entkopplung des Spannantriebs 5 und der Getriebeelemente 12 von der Feder 6 und Teilen der kinematischen Kette 7 erfolgen. Über die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung 1 ist ein Koppeln und Entkoppeln von Feder 6 und Spannantrieb 5 gezielt, nach Bedarf möglich, ohne großen technischen Aufwand, kostengünstig, mit wenig Energieaufwand und wenig Platzbedarf durch die translatorische Bewegung von Spannrad 3 und Ritzel 2 gegeneinander. Dabei kann statt Spannrad 3 und Ritzel 2 als erstes und zweites Element 2, 3 ein Zahnradpaar verwendet werden, oder statt Spannrad 3 mit Zähnen entlang des gesamten Spannradumfangs ein Spannrad 3 mit Zähnen in nur einem Bereich des Spannradumfangs, wie in 3 dargestellt ist. By translational displacement of tensioning wheel 3 and pinion 2 against each other, regulated or controlled at certain times during or between the previously described phases, ie the steps from the tensioning of the spring to the switching of the switch, with little effort, a mechanical coupling and decoupling of the clamping drive 5 and the transmission elements 12 from the spring 6 and sharing the kinematic chain 7 respectively. About the coupling device according to the invention 1 is a coupling and decoupling of spring 6 and tension drive 5 targeted, as required, without great technical effort, inexpensive, with little energy and little space required by the translational movement of tensioning wheel 3 and pinion 2 up to today. It can instead of tensioning wheel 3 and pinion 2 as first and second element 2 . 3 a pair of gears are used, or instead of tensioning wheel 3 with teeth along the entire Spannradumfangs a tensioning wheel 3 with teeth in only one area of the tension wheel circumference, as in 3 is shown.

Die translatorische Bewegung des ersten und zweiten Elements 2, 3 gegeneinander kann durch einen Aktuator insbesondere geregelt oder gesteuert erfolgen. Der Einfachheit halber ist in 3 kein Aktuator dargestellt. Als Aktuator kann z.B. ein Linearmotor, insbesondere an Welle 4 und/oder an Spannwelle 9 befestigt, verwendet werden. Die translatorische Bewegung des ersten und zweiten Elements 2, 3 gegeneinander kann alternativ oder zusätzlich durch einen Hebel oder durch Trägheit eines auf einer schraubenförmigen Verzahnung angeordneten Ritzels 2 bei z. B. Motorlauf des Spannantriebs 5 erfolgen. Es können für die translatorische Bewegung des ersten und zweiten Elements 2, 3 gegeneinander auch Elemente wie z. B. Rückstellfedern verwendet werden oder eine zwangsweise Führung des Ritzels 2. Die Steuerung oder Regeleung des Kraftschluss zwischen Spannantrieb 5 und Feder 6 kann über die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung mit einfachen Mitteln realisiert werden, wobei ein Nachlauf z. B. eines Motors des Spannantriebs 5 bei getrenntem Kraftschluss unkritisch ist, und an die Drehmoment-Drehzahlcharakteristik des Motors nur geringe Ansprüche gestellt werden müssen. Dies erlaubt die Verwendung kostengünstiger Motoren für den Spannantrieb 5. The translatory movement of the first and second elements 2 . 3 against each other can be controlled or controlled in particular by an actuator. For the sake of simplicity, is in 3 no actuator shown. As an actuator, for example, a linear motor, in particular to shaft 4 and / or on tensioning shaft 9 fastened, used. The translatory movement of the first and second elements 2 . 3 against each other may alternatively or additionally by a lever or by inertia of a arranged on a helical gear pinion 2 at z. B. Motor running of the tensioning drive 5 respectively. It can for the translational movement of the first and second element 2 . 3 against each other also elements such. B. return springs are used or a forced guidance of the pinion 2 , The control or regulation of the adhesion between tensioning drive 5 and spring 6 can be realized via the coupling device according to the invention with simple means, with a caster z. B. a motor of the tensioning drive 5 is independent of separate frictional connection, and the torque-speed characteristics of the engine only small claims must be made. This allows the use of low-cost motors for the tension drive 5 ,

Die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung 1 kann Teil der Getriebeelemente 12 sein. So kann ein Zahnradpaar der Getriebeelemente 12 relativ zueinander translatorich verschiebbar angeordnet sein. Dazu kann ein Zahnrad oder beide Zahnräder insbesondere geregelt oder gesteuert gegeneinander entlang ihrer Rotationsachse verschoben werden, zum Koppeln in eine räumliche Position mit ineinandergreifenden Zähnen der zwei Zahnräder, und zum Entkoppeln in eine Position mit nicht ineinandergreifenden Zähnen der zwei Zahnräder. The coupling device according to the invention 1 can be part of the transmission elements 12 be. So can a gear pair of the transmission elements 12 be arranged relative to each other translationally displaceable. For this purpose, a gear or both gears in particular controlled or controlled against each other along its axis of rotation to be shifted, for coupling in a spatial position with intermeshing teeth of the two gears, and for decoupling in a position with non-intermeshing teeth of the two gears.

Die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung 1 kann im Kraft- bzw. Bewegungsfluß zwischen den Getriebeelementen 12 und der Verklinkungsvorrichtung 10 oder der Spannwelle 9 angeordnet sein. Bei Verwendung eines Spannrads 3 und eines Ritzels 2 mit vollständig um den jeweiligen Umfang angeordneten Zähnen, wobei im gekoppelten Zustand die Zähne des Ritzels 2 in die Zähne des Spannrads 3 eingreifen und kraftschlüssig aufeinander wirken, und im entkoppelten Zustand die Zähne des Ritzels 2 räumlich entfernt und ohne Kraftschluss mit den Zähnen des Spannrads 3 angeordnet sind, kann z. B. das Ritzel 2 translatorisch verschiebar entlang seiner Rotationsachse angeordnet sein. Vor dem Spannvorgang wird das Ritzel 2 axial verschoben und mit dem Spannrad 3 in Eingriff gebracht. Während des Spannvorgangs, d. h. in Phase 1, wird so eine Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite gewährleistet. In oder am Ende der Phase 2 wird das Ritzel z. B. durch einen Aktuator zurückbewegt, in eine Position ohne Eingriff der Zähne des Ritzels 2 in die Zähne des Spannrads 3. Die Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite ist unterbrochen. Dadurch ist in den Phasen 3 bis 5 die Kraftübertragung bzw. Wechselwirkung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite unterbrochen. The coupling device according to the invention 1 can be in the force or movement flow between the transmission elements 12 and the latching device 10 or the tensioning shaft 9 be arranged. When using a tensioning wheel 3 and a pinion 2 with completely around the respective circumference arranged teeth, wherein in the coupled state, the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning wheel 3 engage and force acting on each other, and in the decoupled state, the teeth of the pinion 2 spatially removed and without frictional connection with the teeth of the tensioning wheel 3 are arranged, z. B. the pinion 2 be arranged translationally verschiebar along its axis of rotation. Before the clamping process, the pinion 2 moved axially and with the tensioning wheel 3 engaged. During the clamping process, ie in phase 1 , So is a power transmission between tensioning drive 5 and transmission elements 12 on the one Side and tension shaft 9 as well as the spring 6 guaranteed on the other side. In or at the end of the phase 2 the pinion z. B. moved back by an actuator, in a position without engagement of the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning wheel 3 , The power transmission between tensioning drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand is interrupted. This is in the phases 3 to 5 the power transmission or interaction between clamping drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 interrupted on the other side.

Alternativ können in Phase 2 die Zähne des Ritzels 2 mit den Zähnen des Spannrads 3 im Eingriff bleiben, wodurch Getriebeelemente 12 und Spannantrieb 5 durch ihre Trägheit die Beschleunigung der Spannwelle 9 durch die Feder 6 verringern. Der elektrische Motor des Spannantriebs 5 kann kurzgeschlossen werden, um eine weitere Bremswirkung zu erzeugen. Im verklinkten Zustand, d. h. in oder am Ende der Phase 3 wird das Ritzel 2 translatorisch entlang seiner Rotationsachse in die Position ohne Eingriff der Zähne des Ritzels 2 in die Zähne des Spannrads 3 bewegt. Die Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite ist unterbrochen. Dadurch ist in den Phasen 4 und 5, insbesondere beim Schalten des Leistungsschalters, die Kraftübertragung bzw. Wechselwirkung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite unterbrochen. Alternatively, in phase 2 the teeth of the pinion 2 with the teeth of the tension wheel 3 remain engaged, creating gear elements 12 and tension drive 5 due to its inertia, the acceleration of the tensioning shaft 9 through the spring 6 reduce. The electric motor of the tension drive 5 can be short-circuited to create another braking effect. In the latched state, ie in or at the end of the phase 3 becomes the pinion 2 translationally along its axis of rotation to the position without engagement of the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning wheel 3 emotional. The power transmission between tensioning drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand is interrupted. This is in the phases 4 and 5 , in particular when switching the circuit breaker, the power transmission or interaction between clamping drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 interrupted on the other side.

Bei Verwendung eines Ritzels 2 mit vollständig um den jeweiligen Umfang angeordneten Zähnen und eines Spannrads 3 mit Zähnen in nur einem Bereich des Umfangs, wobei im gekoppelten Zustand die Zähne des Ritzels 2 in die Zähne des Spannrads 3 eingreifen und kraftschlüssig aufeinander wirken, und im entkoppelten Zustand die Zähne des Ritzels 2 räumlich entfernt und ohne Kraftschluss mit den Zähnen des Spannrads 3 angeordnet sind, kann zusätzlich z. B. das Ritzel 2 translatorisch verschiebar entlang seiner Rotationsachse angeordnet sein. Vor dem Spannvorgang wird das Ritzel 2 axial verschoben und mit den Zähnen des Spannrads 3 in Eingriff gebracht. Während des Spannvorgangs, d. h. in Phase 1, bewegen sich die Zähne des Ritzels 2 im Bereich mit Zähnen des Spannrads 3 und eine Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite bleibt gewährleistet. In Phase 2 kommt das Ritzel 2 durch eine Ausnehmung in der Verzahnung des Spannrads 3 entlang seines Umfangs außer Eingriff, d. h. die Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite ist unterbrochen. In Phase 3 können der Motor des Spannantriebs 5 und Getriebeelemente 12 ohne Wirkung auf die Spannwelle 9 und die Feder 6 auslaufen, ohne dass das Ritzel 2 translatorisch entlang seiner Rotationsachse bewegt wurde, d. h. ohne dass das Ritzel 2 vom Spannrad 3 entfernt zurückgezogen ist. Das Ritzel 2 wird in Phase 3 oder während des Einschaltens in Phase 4 translatorisch entlang seiner Rotationsachse in die Position ohne Eingriff der Zähne des Ritzels 2 in die Zähne des Spannrads 3 bewegt, d. h. vom Spannrad 3 wegbewegt. Die Kraftübertragung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite ist unterbrochen, selbst wenn bei der Schaltbewegung des Leistungsschalters die Spannwelle 9 in eine Position bewegt wird, bei welcher die Zähne des Ritzels 2 in die Zähne der Spannwelle 9 eingreifen könnten. Der Abstand des Ritzels vom Spannrad 3 macht ein Eingreifen unmöglich. Dadurch ist beim Schalten des Leistungsschalters die Kraftübertragung bzw. Wechselwirkung zwischen Spannantrieb 5 und Getriebeelementen 12 auf der einen Seite und Spannwelle 9 sowie der Feder 6 auf der anderen Seite zu jeder Zeit des Schaltens unterbrochen. When using a pinion 2 with completely around the respective circumference arranged teeth and a tensioning wheel 3 with teeth in only a portion of the circumference, wherein in the coupled state, the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning wheel 3 engage and force acting on each other, and in the decoupled state, the teeth of the pinion 2 spatially removed and without frictional connection with the teeth of the tensioning wheel 3 are arranged, in addition z. B. the pinion 2 be arranged translationally verschiebar along its axis of rotation. Before the clamping process, the pinion 2 moved axially and with the teeth of the tensioning wheel 3 engaged. During the clamping process, ie in phase 1 , the teeth of the pinion move 2 in the area with teeth of the tensioning wheel 3 and a power transmission between tension drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand, it remains guaranteed. In phase 2 comes the pinion 2 through a recess in the toothing of the tensioning wheel 3 disengaged along its circumference, ie the power transmission between tension drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand is interrupted. In phase 3 can be the engine of the tension drive 5 and transmission elements 12 without effect on the tensioning shaft 9 and the spring 6 leak without the pinion 2 was translationally moved along its axis of rotation, ie without the pinion 2 from the tension wheel 3 is withdrawn remotely. The pinion 2 will be in phase 3 or during power-up in phase 4 translationally along its axis of rotation to the position without engagement of the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning wheel 3 moved, ie from the tensioning wheel 3 moved away. The power transmission between tensioning drive 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand, even when the switching movement of the circuit breaker, the clamping shaft is interrupted 9 is moved to a position at which the teeth of the pinion 2 into the teeth of the tensioning shaft 9 could intervene. The distance of the pinion from the tensioning wheel 3 makes an intervention impossible. As a result, the power transmission or interaction between tensioning drive when switching the circuit breaker 5 and transmission elements 12 on one side and tensioning shaft 9 as well as the spring 6 on the other hand interrupted at any time of switching.

Das Ritzel 2 kann über ein federndes Element verschoben werden, bei gleichzeitig anlaufendem Motor des Spannantriebs 5. Bei einem Aufeinandertreffen der Zähne des Ritzels 2 und des Spannrads 3 beim Einspurvorgang verharrt das Ritzel 2 in der Position, bis durch die erfolgte Weiterdrehung des Ritzels 2 Zahn auf Lücke trifft, und ein Einspruren möglich ist. Dabei kann der Motoranlauf, z. B. durch Verwendung einer Schaltung mit Vorwiderstand, langsam erfolgen, um ein schonendes Einspuren durch langsamen Motorlauf zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann das Ritzel 2 auf einer schraubenförmigen Verzahnung angeordnet sein und über ein federndes Element verschoben werden. Dieses kann beim Verschieben gedreht werden und im Falle des Aufeinandertreffens der Zähne von Ritzel 2 und Spannrad 3 beim Einspurvorgang, verharrt das Ritzel in seiner Stellung bis durch die erfolgte Weiterdrehung des Ritzels 2 Zahn auf Lücke trifft und ein Einspuren möglich ist. Erst nach dem vollständigen Einspuren läuft der Motor mit Verzögerung an. The pinion 2 Can be moved over a resilient element, with simultaneously starting engine of the tensioning drive 5 , At a meeting of the teeth of the pinion 2 and the tension wheel 3 When meshing the pinion remains 2 in the position until by the continued rotation of the pinion 2 Tooth meets gap, and an entry is possible. In this case, the motor start, z. B. by using a circuit with resistor, done slowly to allow a gentle meshing through slow engine operation. Alternatively or additionally, the pinion 2 be arranged on a helical toothing and be moved over a resilient element. This can be rotated when moving and in case of clashing the teeth of the pinion 2 and tensioning wheel 3 During the Einspurvorgang, the pinion remains in its position until by the continued rotation of the pinion 2 Tooth meets a gap and a meshing is possible. Only after the complete meshing the engine starts with a delay.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. verschiedene Arten von Spannantrieben 5 verwendet werden. Es können elektrische Motoren oder vorgespannte Federn mit hoher Federkraft verwendet werden. Eine lineare Führung von Teilen der kinematischen Kette 7, wie z. B. einer Antriebsstange, kann in Form einer Schiene oder eines Hohlrohres an oder um die Antriebsstange angeordnet sein. Die Führung führt die Antriebsstange linear auch bei Kippkräften, welche durch die Kurbel bei deren Drehung erzeugt werden. Die Feder 6 kann eine Ein- und/oder Ausschaltfeder des Leistungsschalters sein. The embodiments described above can be combined with each other and / or can be combined with the prior art. So z. B. different types of clamping drives 5 be used. It can be used electric motors or preloaded springs with high spring force. A linear guide of parts of the kinematic chain 7 , such as B. a drive rod, may be arranged in the form of a rail or a hollow tube to or around the drive rod. The guide linearly guides the drive rod even with tilting forces generated by the crank as it rotates. The feather 6 may be an on and / or off spring of the circuit breaker.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1  1
Koppeleinrichtungcoupling device
2  2
erstes Element, insbesondere Ritzel first element, in particular pinion
3  3
zweites Element, insbesondere Spannrad second element, in particular tensioning wheel
4  4
Welle des ersten Elements Wave of the first element
5  5
Spannantrieb, insbesondere Motor Clamping drive, in particular motor
6  6
Feder, z. B. Spannfeder zum Antreiben wenigstens eines Kontakts eines LeistungsschaltersSpring, z. B. tension spring for driving at least one contact of a circuit breaker
7  7
Teil einer kinematische Kette zum Schalten wenigstens eines Kontakts eines Leistungsschalters Part of a kinematic chain for switching at least one contact of a circuit breaker
8  8th
Bewegungsachse mit Bewegungsrichtungen der TranslationsbewegungMovement axis with directions of movement of the translational movement
9  9
Spannwelle clamping shaft
10  10
Verklinkungsvorrichtung Latch means
11 11
Kurbel  crank
12  12
Getriebeelemente transmission elements

Claims (16)

Koppeleinrichtung (1) für ein Spanngetriebe eines Leistungsschalters, mit einem ersten rotierbaren Element (2), welches an einer Welle (4) befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Spannantrieb (5) steht, und mit einem zweiten bewegbaren Element (3) zum Spannen einer Feder (6), welches ausgebildet ist über eine kinematische Kette (7) wenigstens einen Kontakt eines Leistungsschalters zu schalten, wobei das erste Element (2) und das zweite Element (3) in einer ersten Position in mechanischem Kontakt miteinander stehen für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3), und wobei wenigstens ein Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher das erste und zweite Element (2, 3) beabstandet voneinander angeordnet sind und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3) unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) in die erste und/oder zweite Position durch eine Translationsbewegung bewegbar ist. Coupling device ( 1 ) for a power take-off gear of a circuit breaker, having a first rotatable element ( 2 ), which is attached to a shaft ( 4 ) and in operative connection with a tensioning drive ( 5 ), and with a second movable element ( 3 ) for tensioning a spring ( 6 ), which is formed via a kinematic chain ( 7 ) to switch at least one contact of a circuit breaker, wherein the first element ( 2 ) and the second element ( 3 ) are in mechanical contact with each other in a first position for a force transmission between the first and second elements ( 2 . 3 ), and wherein at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is movable to a second position, in which the first and second elements ( 2 . 3 ) are spaced from each other and a force transmission between the first and second element ( 2 . 3 ) is interrupted, characterized in that the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is movable in the first and / or second position by a translational movement. Koppeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) ein Zahnrad ist oder umfasst, insbesondere dass das erste und zweite Element (2, 3) ein Zahnrad ist oder umfasst, insbesondere umfasst von einem Spanngetriebe. Coupling device according to claim 1, characterized in that the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is or includes a toothed wheel, in particular that the first and second element ( 2 . 3 ) is or comprises a toothed wheel, in particular comprises of a tensioning gear. Koppeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) ein Spannradritzel ist oder umfasst und/oder ein Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) ein Spannrad ist oder umfasst. Coupling device according to claim 1, characterized in that an element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is or comprises a Spannradritzel and / or an element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is or includes a tensioning wheel. Koppeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannrad entlang eines Umfangs eine Verzahnung aufweist, welche insbesondere nicht vollständig um den Umfang des Spannrads ausgebildet ist. Coupling device according to claim 3, characterized in that the tensioning wheel along a circumference has a toothing, which is in particular not completely formed around the circumference of the tensioning wheel. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) in die erste und/oder zweite Position durch eine Translationsbewegung entlang einer Achse, insbesondere entlang einer Mittelachse und/oder Rotationsachse des wenigstens einen Elements bewegbar ist. Coupling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) in the first and / or second position by a translational movement along an axis, in particular along a central axis and / or axis of rotation of the at least one element is movable. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) in die erste und/oder zweite Position durch einen Aktuator bewegbar ist, insbesondere durch eine Feder, einen Hebel und/oder einen Motor, und/oder durch Trägheit insbesondere eines Ritzels angeordnet an einer schraubenförmigen Verzahnung wenigstens eines Spannrads. Coupling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is movable in the first and / or second position by an actuator, in particular by a spring, a lever and / or a motor, and / or by inertia in particular a pinion arranged on a helical toothing at least one tensioning wheel. Koppeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) federnd gelagert ist zum Bewegen in die zweite Position und zum Einspuren des ersten und zweiten Elements (2, 3) kraftschlüssig ineinander. Coupling device according to claim 6, characterized in that the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is resiliently mounted for moving to the second position and for engaging the first and second elements ( 2 . 3 ) non-positively into each other. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannantrieb (5) einen elektrischen Motor umfasst oder ein elektrischer Motor ist. Coupling device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tensioning drive ( 5 ) comprises an electric motor or is an electric motor. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) in Wirkverbindung mit dem zweiten bewegbaren Element (3) ist und eine Schraubenfeder, eine Drehfeder oder eine Blattfeder umfasst oder ist, insbesondere mit einer Federkonstante zum Schalten eines Kontakts eines Hochspannungs-Leistungsschalters über eine kinematische Kette. Coupling device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spring ( 6 ) in operative connection with the second movable element ( 3 ) and is or is a coil spring, a torsion spring or a leaf spring, in particular with a spring constant for switching a contact of a high-voltage circuit breaker via a kinematic chain. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine, zwischen der ersten und zweiten Position bewegbare Element steuerbar oder regelbar ist, insbesondere zwischen der ersten und zweiten Position gesteuert oder geregelt bewegbar ist zum phasenweisen Steuern oder Regeln der Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3). Coupling device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one movable between the first and second position element is controllable or controlled, in particular controlled or regulated between the first and second position is movable for phased controlling or regulating the power transmission between the first and second elements ( 2 . 3 ). Verfahren zum kraftschlüssigen Koppeln und Entkoppeln von Elementen (2, 3) einer Koppeleinrichtung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eines Spanngetriebes für einen Leistungsschalter, bei welchem wenigstens ein Element eines ersten rotierbaren Elements (2) und eines zweiten bewegbaren Elements (3) von einer zweiten Position, in welcher das erste und zweite Element (2, 3) beabstandet voneinander angeordnet werden, mit unterbrochener Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3), in eine erste Position bewegt wird, mit mechanischem, kraftschlüssigem Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3) für eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3), und/oder bei welchem das wenigstens eine Element des ersten und zweiten Elements (2, 3) von der ersten in die zweite Position bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element des ersten und des zweiten Elements (2, 3) in die erste und/oder in die zweite Position durch eine Translationsbewegung bewegt wird. Method for non-positive coupling and decoupling of elements ( 2 . 3 ) a coupling device ( 1 ), in particular according to one of the preceding claims, of a tensioning gear for a circuit breaker, in which at least one element of a first rotatable element ( 2 ) and a second movable element ( 3 ) from a second position in which the first and second elements ( 2 . 3 ) are spaced apart from each other, with intermittent force transmission between the first and second elements ( 2 . 3 ) is moved to a first position, with mechanical frictional contact between the first and second elements ( 2 . 3 ) for a power transmission between the first and second elements ( 2 . 3 ), and / or wherein the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) is moved from the first to the second position, characterized in that the at least one element of the first and the second element ( 2 . 3 ) is moved in the first and / or in the second position by a translational movement. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsbewegung des wenigstens einen Elements des ersten und zweiten Elements (2, 3) entlang einer Achse, insbesondere entlang der Mittelachse und/oder Rotationsachse des wenigstens einen Elements erfolgt. A method according to claim 11, characterized in that the translational movement of the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) along an axis, in particular along the central axis and / or axis of rotation of the at least one element takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich aufeinanderfolgend die Schritte erfolgen: – eine entspannte oder teilweise gespannte Feder (6) zum Bewegen wenigstens eines Kontakts eines Leistungsschalters über eine kinematische Kette (7) beim Schalten, wird kraftschlüssig über eine Spannwelle (9), dem mit der Spannwelle (9) mechanisch insbesondere fest verbundenen zweiten Element (3) durch Translationsbewegung des ersten und/oder zweiten Elements (2, 3) mit dem ersten Element (2) und dem Spannantrieb (5) verbunden, – Spannen der Feder (6) durch den Spannantrieb (5) durch Kraftübertragung über insbesondere eine Welle (4), verbunden mit dem ersten Element (2), über das erste und zweite Element (2, 3) sowie über die Spannwelle (9) auf die Feder (6), – Verklinken insbesondere der Spannwelle (9) über eine Verklinkungsvorrichtung (10) und Entkoppeln des ersten und zweiten Elements (2, 3) durch Translationsbewegung wenigstens eines Elements des ersten und zweiten Elements (2, 3). Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that the steps take place in chronological succession: - a relaxed or partially tensioned spring ( 6 ) for moving at least one contact of a circuit breaker via a kinematic chain ( 7 ) when switching is frictionally via a clamping shaft ( 9 ), with the tensioning shaft ( 9 ) mechanically in particular firmly connected second element ( 3 ) by translational movement of the first and / or second element ( 2 . 3 ) with the first element ( 2 ) and the tensioning drive ( 5 ), - tensioning the spring ( 6 ) by the tension drive ( 5 ) by power transmission via in particular a shaft ( 4 ), connected to the first element ( 2 ), via the first and second elements ( 2 . 3 ) as well as over the tensioning shaft ( 9 ) on the spring ( 6 ), - latching in particular of the tensioning shaft ( 9 ) via a latching device ( 10 ) and decoupling the first and second elements ( 2 . 3 ) by translational movement of at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt Entkoppeln bei einem Schaltvorgang des Leistungsschalters die Feder (6) entspannt wird, insbesondere in einer zweiten Position des wenigstens einen Elements des ersten und zweiten Elements (2, 3), in welcher das erste und zweite Element (2, 3) beabstandet voneinander angeordnet werden und eine Kraftübertragung zwischen dem ersten und zweiten Element (2, 3) unterbrochen wird. A method according to claim 12, characterized in that after the decoupling step in a switching operation of the circuit breaker, the spring ( 6 ) is relaxed, in particular in a second position of the at least one element of the first and second elements ( 2 . 3 ) in which the first and second elements ( 2 . 3 ) are spaced from each other and a force transmission between the first and second element ( 2 . 3 ) is interrupted. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannen der Feder (6) über eine Kurbel (11) erfolgt, durch Übertragung einer Kraft von der Spannwelle (9) über die Kurbel (11) auf die Feder (6), insbesondere mit einem oberen Totpunkt der Kurbel (11), welcher bei kraftschlüssiger Verbindung des ersten und zweiten Elements (2, 3) überwunden wird. Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that a tensioning of the spring ( 6 ) via a crank ( 11 ), by transmitting a force from the tensioning shaft ( 9 ) over the crank ( 11 ) on the spring ( 6 ), in particular with a top dead center of the crank ( 11 ), which in frictional connection of the first and second elements ( 2 . 3 ) is overcome. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalten des Leistungsschalters durch Entspannen der Feder (6) und Kraftübertragung von der Feder (6) auf die Schaltwelle (9), insbesondere über die Kurbel (11), und über weitere Elemente der kinematischen Kette (7) auf einen Kontakt des Leistungsschalters erfolgt, bei mechanisch entkoppeltem, beabstandetem ersten und zweiten Element (2, 3), insbesondere mit einem unteren Totpunkt der Kurbel (11), bis zu dem das Schalten erfolgt und/oder welcher durch Trägheit oder beim Spannen der Feder (6) überwunden wird. A method according to claim 15, characterized in that a switching of the circuit breaker by relaxing the spring ( 6 ) and power transmission from the spring ( 6 ) on the shift shaft ( 9 ), in particular via the crank ( 11 ), and other elements of the kinematic chain ( 7 ) occurs on a contact of the circuit breaker, with mechanically decoupled, spaced first and second element ( 2 . 3 ), in particular with a bottom dead center of the crank ( 11 ), up to which the switching takes place and / or which by inertia or when tensioning the spring ( 6 ) is overcome.
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