DE1625800C3 - Wellengelenk für den Antrieb eines Trennschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wellengelenk zur Verbindung zweier sich in beliebigem Winkel unter 180° schneidender Wellen, insbesondere für Trennschalter, unter Verwendung zweier mit Schlitzen versehener Hülsen an den Enden der beiden Wellen, die über einen abgebogenen in den Hülsen schwenk- und drehbar gelagerten Hebel miteinander verbunden sind. Eine solche Anordnung ist aus der österreichischen Patentschrift 247 958 bekannt.

Zum Schalten von handangetriebenen Trennschaltern muß eine sich in einer Schaltzelle befindliche Schalterwelle von der Frontseite der Schaltzelle aus betätigt werden können. Dazu ist die Schalterwelle über eine mechanische Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung an der Frontseite der Schaltzellentür zu verbinden. Um Schlitze bzw. andere größere Öffnungen in der Schaltzellentür bzw. in der Frontplatte der Schaltzelle zu vermeiden, ist es vorteilhaft, zum Antrieb eine Welle an der Schaltzellentür zu besitzen.

Zur rechtwinkligen Verbindung einer Schalterantriebswelle mit der eigentlichen Schalterwelle ist aus der österreichischen Patentschrift 247 958 ein Winkelgetriebe bekannt, das aus zwei auf die Wellenenden aufgesetzten Hülsen mit Führungsschlitzen besteht und bei dem in den Führungsschlitzen je ein Hebel geführt und in den Hülsen dreh- und schwenkbar gelagert ist. Abhängig von der Lage der Hülsen zueinander und abhängig von dem Winkel, unter dem die beiden schwenkbaren Hebel aneinander befestigt sind, läßt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der antreibenden und der angetriebenen Welle einstellen. Dieses Winkelgetriebe weist für Trennschalter den entscheidenden Vorteil auf, daß es erstens nicht mehr Platz in der Schaltzelle benötigt als die Welle selbst und daß es zweitens an der angetriebenen Welle ein Drehmoment liefert, das im Bereich der beiden Endstellungen des Endschalters bei gleichem Antriebsmoment erheblich ansteigt, so daß die Kontaktkräfte beim Ein- und Ausschalten des Trennschalters leicht aufgebracht werden können. In der bevorzugten Einbaulage schaltet dabei die Antriebswelle 180°, die Schalterwelle aber nur 90°, d.h. ü = 2: 1. Antriebs- und Schalterwelle liegen in der gleichen Ebene.

Es ist aus der USA.-Patentschrift 993 701 ein weiteres Wellengelenk zur Verbindung zweier Wellen bekannt, bei dem ein besonders geformtes Verbindungsstück, das jeweils über einen Winkel mit einer der beiden Wellen verbunden ist, die Gelenkverbindung zwischen beiden Wellen herstellt. Bei diesem Wellengelenk ist der einstellbare Winkelbereich zwischen beiden Wellen relativ klein. Dieser Winkelbereich kann darüber hinaus nur mit relativ großem

ίο Aufwand beliebig verändert werden, da beide Wellen getrennt gelagert werden müssen.

Aus der französischen Patentschrift 814 420 ist ein Wellengelenk bekannt, bei dem ein Lagerstück vorgesehen ist, das einesteils beide miteinander zu verbindende Wellenenden lagert und in dessen Bereich gleichzeitig die Verbindung der beiden Wellen hergestellt wird. Dort ist jedoch nichts über die Art der Verbindung beider Wellenenden ausgesagt. Darüber hinaus ist der Winkelbereich, in dem sich die beiden

ao Wellen zueinander befinden können, relativ klein.

Neben diesen drei beschriebenen Wellengelenken ist eine Vielzahl weiterer Wellengelenke bekannt, beispielsweise aus den USA.-Patentschriften 2 354 467, 2 750 766 und 2 854 261, der schweizerischen Patentschrift 227 398 sowie der französischen Patentschrift 1316 866 die die Verbindung zwischen den einzelnen Wellen auf die unterschiedlichste Art und Weise herstellen, denen jedoch allen gemeinsam ist, daß beide Wellen getrennt voneinander gelagert werden müssen.

Es besteht die Aufgabe, ein Wellengelenk zu finden, bei dem durch möglichst geringen Eingriff der Winkel zwischen den Achsen in einem möglichst großen Bereich veränderbar ist. Die Aufgabe wird bei einem Wellengelenk der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der die beiden Wellen verbindende Hebel U-förmig mit einander parallelen Schenkeln ausgebildet und mit kugelförmigen Teilen gelagert ist und daß sich zwischen den auf den Wellenenden aufgesetzten Hülsen ein Lagerstück befindet, das an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten Ausnehmungen enthält, in denen die Hülsen geführt sind. Bei dem Einsatz dieses Wellengelenkes können zwei unterschiedliche Verwendungsarten unterschieden werden. Lagert man einesteils beide Wellenenden, und benutzt Lagerstück und U-förmigen Verbindungshebel lediglich zur Gelenkverbindung, so ist ein Wellengelenk realisiert, bei dem der Winkel zwischen den beiden zu verbindenden Wellen unterhalb von 180° jeden beliebigen Wert annehmen kann.

Eine zweite Verwendungsart, die später auch im Ausführungsbeipiel beschrieben ist, verwendet das Wellengelenk für den Antrieb eines Trennschalters.

Hierbei ist das Lagerstück fest montiert, wodurch eine Drehung der Wellen im Extremfall auf weniger als 360° begrenzt ist. Dadurch wird jedoch der Vorteil erzielt, daß beispielsweise lediglich die Antriebswelle gelagert werden muß. Die Abtriebswelle ist dann ausschließlich in dem Lagerstück gelagert, wodurch sie selbst bei endmontierten Wellengelenken noch über einen Winkelbereich von 90° ihrer Endlage angepaßt werden kann.

Der aus der österreichische Patentschrift 247 958 bekannte Anwendungsbereich wird auf Antriebs- und Schalterwellen erweitert, die nicht in einer Ebene liegen. Das hierfür vorgesehene zusätzliche Zwischengelenk übersetzt im Verhältnis 1 : 1 bei vor-

zugsweise 180° Schaltwinkel, wobei der U-förmige Verbindungshebel zur Übertragung des Antriebsmoments dient. Im Gegensatz zu dem bekannten Winkelgetriebe zur rechtwinkligen Verbindung der Antriebswelle mit der Schalterwelle ist das vorliegende Wellengelenk zur Verbindung zweier Wellen mit beliebigem Ablenkwinkel und ohne Übersetzungsänderung vorgesehen und weist die Eigenschaft auf, daß bei jedem Schaltwinkel das Moment an der angetriebenen Welle gleich dem Moment an der antreibendfen Welle ist.

Sieht man bei der zweiten Anwendung dieses Wellengelenkes die Befestigung des Lagerstückes an einem Rahmen vor, bei dem die Befestigungsschraube in einer kreissegmentförmigen Nut geführt ist, so besteht die Möglichkeit einer weitestgehenden Anpassung der Winkellage zwischen Antriebs- und Abtriebswelle bei der Endmontage des Wellengelenkes. Dabei kann dieses spezielle Wellengelenk als komplettes Serienteil hergestellt werden, und es muß nicht mehr, wie bisher üblich, der speziellen Einsatzart angepaßt werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung als Wellengelenk für den Antrieb eines Trennschalters,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 1.

In F i g. 1 sind zunächst zwei Hülsen 1 und 2 zu erkennen, in die die nicht eingezeichneten Wellen eingesteckt werden können. Diese Wellen können beispielsweise für die Antriebshülse 1 ein Schalthebel und für die Abtriebshülse 2 eine Welle zur Betätigung eines Schalters sein. Die Hülsen sind mit je einem Schlitz 3 und 4 versehen, in denen die Schenkel eines U-förmig ausgebildeten Verbindungshebels 5 geführt sind. Der Verbindungshebel 5 ist im Innern der Hülsen 1 und 2 mit Kugeln 6 und 7 verstiftet, so daß er in den Hülsen 1 und 2 schwenk- und drehbar gelagert ist. Zur gegenseitigen Fixierung der beiden Hülsen zueinander in der für die Drehmomentübertragung richtigen Winkellage, dient ein Lagerstück 8 mit einer Durchgangsbohrung, in deren Öffnungen die Hülsen 1 und 2 mit ihren Kugelköpfen hineinragen. Das Lagerstück 8 ist an einem Winkel 9

ίο befestigt, der selbst wiederum an einer strichpunktiert gezeichneten Wand eines Schaltschrankes angeschraubt ist. In dem Winkel 9 befindet sich eine kreissegmentförmige Nut 10 mit schrägen Flanken, in der eine entsprechende Vierkantmutter 11 geführt ist. Durch Festziehen einer Schraube 13 kann durch die Mutter 11 das Lagerstück an jeder beliebigen Stelle der Nut 10 festgeklemmt werden. Da die Mutter 11 die Form eines Viereckes hat, wird gleichzeitig beim Festklemmen die Winkellage des Lagerstückes so fixiert, daß seine Stirnseiten immer parallel zu den Schenkeln des U-förmigen Verbindungshebels 5 liegen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Kugeln 6 und 7 zu den Achsen der Hülsen 1 und 2 einen Winkel einschließt, der halb so groß ist wie der jeweilige Winkel zwischen den Hülsenachsen 1 und 2. Man benötigt bei dieser Anordnung kein besonderes Lager für die Hülse 2 bzw. die daran befestigte Welle. Darüber hinaus wird in Verbindung mit den einander parallelen Schenkeln des U-förmigen Verbindungshebels gewährleistet, daß das Moment an der angetriebenen Welle in jeder Stellung des Wellengelenkes gleich groß ist mit dem Moment an der antreibenden Welle. Zusätzlich wird durch die gewählte Konstruktion auch nach der Endmontage des Wellengelenkes ein Anpassen des Winkels zwischen den beiden Wellen entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Schaltanlage unmittelbar am Einbauort möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wellengelenk zur Verbindung zweier sich im beliebigen Winkel unter 180° schneidender Wellen, insbesondere für Trennschalter, unter Verwendung zweier mit Schlitzen versehener Hülsen an den Enden der beiden Wellen, die über einen abgebogenen, in den Hülsen schwenk- und drehbar gelagerten Hebel miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Wellen verbindende Hebel (5) U-förmig mit einander parallelen Schenkeln ausgebildet und mit kugelförmigen Teilen (6,7) gelagert ist und daß sich zwischen den auf den Wellenenden aufgesetzten Hülsen (1,2) ein Lagerstück (8) befindet, das an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten Ausnehmungen enthält, in denen die Hülsen geführt sind.