DE202006012002U1

DE202006012002U1 - Antrieb für einen Schalter in Elektroanlagen

Info

Publication number: DE202006012002U1
Application number: DE200620012002
Authority: DE
Original assignee: Walter Kraus GmbH
Current assignee: Walter Kraus GmbH
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2016-08-04
Also published as: EP2050111B1; EP2050111A1; WO2008015009A1

Abstract

Antrieb für einen Schalter (2) in Elektroanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (3) des Antriebs (1) koaxial zueinander ein antreibendes (8) und ein abtreibendes (9) Getriebeteil angeordnet und über zwei koaxiale Torsionsfedern (10, 11) mit zueinander entgegen gesetzter Wicklung miteinander gekoppelt sind, wobei das abtreibende Getriebeteil (9) mit einer Abtriebswelle (7) verbunden und an ein oder mehreren Gehäuseanschlägen (21) temporär drehfest abstützbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für einen Schalter in Elektroanlagen, wobei zwischen dem Gehäuse des Antriebes und dem Schalter eine Kupplung koaxial mit der Schalterwelle verbunden ist.
Der Anwendungsbereich solcher Antriebe und Schalter ist praktisch in allen Elektroanlagen denkbar, speziell aber in der Bahntechnik.
Die DE 36 26 526 A1 zeigt einen Federspeicher-Antrieb für elektrische Schaltgeräte, bei dem eine einzelne Dreh- oder Torsionsfeder vorhanden ist, deren beiden Enden benachbart zueinander an einem Mitnehmerblech und einer Stützlasche anliegen. Die Entgegenhaltung will beim Schaltvorgang mitbewegte Klinken vermeiden.
Aus der FR 959 325 A ist ein anderer Federspeicher-Antrieb mit Drehfedern und Tellern mit Kugelrasten bekannt.
Die EP 0 160 555 A2 bzw. DE 35 87 221 T2 offenbaren einen federbelasteten elektrischen Schalter mit Federn, die für eine Schnappwirkung bei der Schalterbetätigung sorgen. Desgleichen sind auch Klinken vorhanden, die mit einem Anschlag und einer zwischen den Klinken eingespannten Vorspannfeder zusammen wirken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine besonders schnelle Schaltbewegung zu erzeugen, um Funkenziehen zu vermeiden. Ein Antrieb, der eine solche Aufgabe zu lösen im Stande ist, war bisher unbekannt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1. In den Unteransprüchen weitere Erfindungsmerkmale aufgeführt.
Das Lösungsprinzip der Erfindung besteht darin, dass gegensinnig aufgewickelte Torsionsfedern durch die Antriebswelle gemeinsam vorgespannt und am Gehäuse des Antriebes über schwenkbar gelagerte Sperrklinken abgestützt sind, wobei die Wirkung einer der beiden Torsionsfedern durch Freisperren einer Sperrklinke in ihrer Spannkraft freigesetzt wird und damit in der Lage ist, den abtreibenden Getriebeteil bis zu einem abgefederten Anschlag schlagartig, d.h. mit großer Geschwindigkeit, zu verdrehen. Damit werden sogenannte Funkenstrecken vermieden.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
1: eine schematische Ansicht eines Antriebes für einen Schalter in Elektroanlagen,
2: einen Querschnitt durch den Antrieb mit einer koaxial angeordneten Spiralfeder, die durch die Antriebswelle in Uhrzeigerrichtung, also von innen nach außen vorgespannt wird,
3: einen Querschnitt durch den Antrieb mit einer anderen Spiralfeder, die entgegengesetzt zur 2 gewickelt ist,
4: einen Querschnitt mit Draufsicht auf das abtreibende Getriebeteil mit der Anordnung von beiden in Sperrstellung befindlichen Sperrklinken und
5: eine perspektivische Teilansicht des Antriebs mit Anschlägen zur Vorspannung der Torsionsfedern und mit einem Auslöseanschlag zur Freistellung einer der Sperrklinken.
Im Beispiel der 1 ist orientierungshalber ein Antrieb (1) zum Betreiben eines Schalters (2) in Elektroanlagen schematisch dargestellt. Der Antrieb (1) weist eine Antriebswelle mit einer koaxialen Achse (6) auf, die über eine Abtriebswelle (7) und eine Kupplung (4) auf die Schalterwelle (5) des Schalters (2) einwirken soll.
Die Antriebswelle (6) wirkt auf ein antreibendes Getriebeteil (8), das zwei koaxiale übereinander angeordnete Torsionsfedern (10, 11) vorspannen soll, um deren Spannung auf das abtreibende Getriebeteil (9) zum Antrieb der Abtriebswelle (7) zu übertragen. Die Getriebeteile (8, 9) sind in üblicher Weise am Antriebsgehäuse (3) gelagert, was nicht besonders dargestellt zu werden braucht.
Das Problem der Erfindung besteht darin, die Vorspannung der beiden Torsionsfedern (10, 11) soweit voranzutreiben, bis die Spannkraft in deren Maximalbereich plötzlich freigesetzt und zum Antrieb der Schalterwelle (5) genutzt werden kann, wodurch Funkenstrecken vermieden werden können, die bisher gefürchtet waren.
In den 2 und 3 sind horizontale Querschnitte durch den Antrieb (1) dargestellt um zu zeigen, dass die Antriebswelle (6) mit den beiden Torsionsfedern (10, 11) in unterschiedlicher Weise verbunden ist. Ausgehend davon, dass die Antriebswelle (6) in Uhrzeigerrichtung zwecks Antrieb verdreht wird, ergibt sich aus 2, dass die Torsionsfeder (10) von innen außen verformt und dadurch vorgespannt wird. Das innen liegende Ende (12) der Torsionsfeder (10) wird also unter gewisser Druckspannung bewegt. Das außen liegende Ende (14) der Torsionsfeder (10) stützt sich an einem Anschlag (16) einer Sperrklinke (18, 19) ab, die in 4 detailliert gezeigt ist.
Im Beispiel der 1 ist die andere Torsionsfeder (11) mit ihrem innen liegenden Ende (13) an der Antriebswelle (6) so befestigt, dass bei Verdrehen der Antriebswelle in Uhrzeigerrichtung die Vorspannung der Torsionsfeder (11) in Zugrichtung nach innen erfolgt. Auch in diesem Fall stützt sich das außen liegende Ende (15) der Torsionsfeder (11) an einem Anschlag (17) eines der Sperrklinken (18, 19) ab.
Aus 4 ergibt sich in einer Querschnittsebene des Antriebs (1), dass zwei Sperrklinken (18, 19) um die Achsen (20) am abtreibenden Getriebeteil (9) drehbar gelagert sind. Sie werden durch die Spreizfeder (24) voneinander distanziert und sperren gegenüber dem Gehäuseanschlag (21) ab, der im Antriebsgehäuse (3) peripher verschiebbar geführt wird und von einer Feder (22) abgestützt ist. Anschläge (26) verhindern, dass die Sperrklinken (18, 19) über ein bestimmtes Maß verdreht werden können.
Die Funktion des Schalterantriebs ergibt sich aus einer Teilperspektive des Antriebs gemäß 5, wobei die wesentlichsten Teile weggelassen sind.
Man sieht, dass in dem Antriebsgehäuse (3) die Antriebswelle (6) mit ihrer Achse gelagert ist und mit den antreibenden Getriebeteil (8) verbunden ist. In Distanz darunter befindet sich das abtreibende Getriebeteil (9), das über die gleiche Achse (6) verdrehbar ist und gemäß 1 mit der Antriebswelle (7) verbunden ist.
Die Torsionsfedern (10, 11) sind zwischen dem antreibenden Getriebeteil (8) und dem abtreibenden Getriebeteil (9) nur schematisch angedeutet. Wenn man die Antriebswelle (6) in Uhrzeigerrichtung verdreht und damit auch das antreibende Getriebeteil (8), dann trifft der Anschlag (16, 17) gegen ein außen liegendes Ende (14, 15) einer der beiden Torsionsfedern (10, 11), in 5 lediglich eines der beiden außen liegenden Enden (14, 15) der Torsionsfedern (10, 11) dargestellt ist. Durch weiteres Verdrehen der Antriebswelle (6) in Uhrzeigerrichtung werden also die beiden Torsionsfedern (10, 11) vorgespannt, bis bei Erreichen der maximalen Vorspannung der Auslöseanschlag (23) des antreibenden Getriebeteils (8) Kontakt mit dem Schenkel (25) der zugeordneten Sperrklinke (18) erhält. Diese Sperrklinke löst sich beim Auftrefffall in Uhrzeigerrichtung von dem Gehäuseanschlag (21), was zur Folge hat, dass das abtreibende Getriebeteil (9), das sich über die Sperrklinke (18) bisher am Gehäuseanschlag (21) abgestützt hatte, freikommt und eine plötzliche Verdrehung weiter in Uhrzeigerrichtung auf Grund der Vorspannung der Torsionsfedern erfährt, was zur plötzlichen Schalterumstellung über die Schalterwelle (5) gemäß 1 führt.
Diese plötzliche Drehbewegung des abtreibenden Getriebeteiles erfolgt allerdings nur – im Beispiel – um 90°, bis die freigestellte Sperrklinke (18) über die Spreizfeder (24) wieder nach außen gedrückt wird und gegen den nächstfolgenden Gehäuseanschlag (21) mit Ausweichfeder (22) trifft.
Die Folge davon ist, dass das abtreibende Getriebeteil und damit der Schalter (2) in der gleichen Drehrichtung schlagartig verdreht wird, wenn bei Erreichen der Vorspannung der Torsionsfedern die zugeordnete Sperrklinke freigestellt wird.

1: Antrieb
2: Schalter
3: Antriebsgehäuse
4: Kupplung
5: Schalterwelle
6: Antriebswelle, Achse
7: Abtriebswelle
8: antreibendes Getriebeteil
9: abtreibendes Getriebeteil
10: Torsionsfeder
11: Torsionsfeder
12: innen liegendes Ende der Torsionsfeder (10)
13: innen liegendes Ende der Torsionsfeder (11)
14: außen liegendes Ende der Torsionsfeder (10)
15: außen liegendes Ende der Torsionsfeder (11)
16: Anschlag
17: Anschlag
18: Sperrklinke
19: Sperrklinke
20: Lager
21: Gehäuseanschlag
22: Feder
23: Auslöseanschlag
24: Spreizfeder
25: Schenkel der Sperrklinke
26: Anschläge

Claims

Antrieb für einen Schalter (2) in Elektroanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (3) des Antriebs (1) koaxial zueinander ein antreibendes (8) und ein abtreibendes (9) Getriebeteil angeordnet und über zwei koaxiale Torsionsfedern (10, 11) mit zueinander entgegen gesetzter Wicklung miteinander gekoppelt sind, wobei das abtreibende Getriebeteil (9) mit einer Abtriebswelle (7) verbunden und an ein oder mehreren Gehäuseanschlägen (21) temporär drehfest abstützbar ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegenden Enden (12, 13) der Torsionsfedern (10, 11) mit der die koaxiale Lage bestimmenden Antriebswelle (6) entgegengesetzt zueinander verbunden sind.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegenden Enden (14, 15) der Torsionsfedern (10, 11) an je einem aufrechten Anschlag (16,17) des antreibenden sowie des abtreibenden Getriebeteiles (8, 9) abgestützt sind, wobei das abtreibende Antriebsteil (9) über zwei daran gegenläufig gelagerte und federnd angestellte Sperrklinken (18, 19) an einem federnd nachgiebigen Gehäuseanschlag (21) abgestützt sind und eine der Sperrklinken (18, 19) bei Erreichen der maximalen Torsionsspannung der Torsionsfedern (10, 11) über einen Auslöseanschlag (23) des antreibenden Getriebeteiles (8) entsperrbar ist.
Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (3) des Antriebes (1) und dem Schalter (2) eine Kupplung (4) koaxial mit der Schalterwelle (5) verbunden ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Torsionsfedern (10, 11) so abgestützt sind, dass sie bei Freigabe der Abstützung in der Drehrichtung der Vorspannung wirksam werden.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am abtreibenden Getriebeteil (9) zwei Sperrklinken (18, 19) mit unterschiedlicher Drehrichtung gelagert sind, an denen die Anschläge (16, 17) des antreibendes Getriebeteils (8) angreifen und die an federnd ausweichfähigen Anschlägen (21) des Antriebsgehäuses (3) abgestützt sind.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am antreibenden Getriebeteil (8) jeweils ein Auslöseanschlag (23) für jede Drehrichtung zur Einwirkung auf einen Schenkel (25) der zugeordneten Sperrklinke (18, 19) angeordnet ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken (18, 19) durch eine Spreizfeder (24) auseinander gedrückt sind.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Sperrklinke (18, 19) entgegen ihrer Freigabedrehrichtung an einem Anschlag (26) abgestützt ist.