DE202014103418U1

DE202014103418U1 - Fernantrieb mit verbesserten Isolationseigenschaften zur Einschubmontage in Leistungsschaltern

Info

Publication number: DE202014103418U1
Application number: DE201420103418
Authority: DE
Original assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2024-07-25

Abstract

Fernantrieb mit erhöhten Isolationseigenschaften bestehend aus einem Motor (2) an und einem Getriebe (3) in einem Einschubgehäuse (1) aus Metallplatinen (13) für Leistungsschalter zur Einschubmontage, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorflansch (16) und das Schneckenrad (7) aus einem Isolationswerkstoff bestehen und dass der Motor (2) mit einer Hülse (15) mit oder ohne Deckel aus einem Isolationswerkstoff abgedeckt und/oder umschlossen ist.

Description

Fernantrieb mit verbesserten Isolationseigenschaften zur Einschubmontage in Leistungsschaltern insbesondere für kompakte Leistungsschalter.
Fernantriebe, sogenannte Charger für Leistungsschalter sind in vielfältiger Form bekannt. Hierbei werden mit Hilfe von Motoren und Getriebe die Federn der Leistungsschalter gespannt. Jedoch ist eine elektrische Isolation des antreibenden Motors vom mechanischen Aufbau des Fernantriebes und des Leistungsschalters erforderlich. Die Gewährleistung der notwendigen Isolation des Motors wird bisher über ein Kunststoffmotorengehäuse, Kunsstoffkupplungen und über zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigten Getrieben oder Getriebestufen realisiert. Weiterhin werden auch vollständige Gehäuse von Fernantrieben aus Kunststoff gefertigt.
Bekannt sind Fernantriebe, bei welchen der Motorflansch und das Rad der ersten Stirnradstufe aus Kunststoff hergestellt werden. Der Motorflansch nimmt das Kugellager des Motors auf und isoliert dieses vollständig gegenüber dem Getriebegehäuse. Das Statorblechpaket wird zusätzlich durch ein Plastik-Formteil vom Getriebegehäuse isoliert.
Bei einem weiteren Fernantrieb ist das Getriebegehäuse vollständig aus Kunststoff gefertigt. Die Schnecke des Motors wird durch ein Kunststoff-Schneckenrad von den folgenden Metall-Stirnrädern isoliert. Anschlüsse des Motors, Gleichrichter und Schutzdioden sind vollständig mit Kunststoff umgossen.
Nachteilig daran ist, dass bei höheren Drehmomenten Kunststoffgehäuse an die Grenzen der Belastbarkeit kommen. Damit ist das Gehäuse selbst nicht mehr isolierend. Die Isolation und die Stabilität der Isolation zwischen Motor und Getriebe muss deshalb verbessert werden.
Schneckengetriebe gehören dabei zum Stand der Technik. Durch diese Ausführung wird die Baugruppe relativ flach.
So beschreiben die DE 10 2005 024 270 B3 , die CA 2415335 und die CN 203312214 U Lösungen für Schalter, bei welchen ein Schneckenantrieb zum Einsatz kommt, wobei die Lösungen für Ihren Zweck von Vorteil sind, jedoch ungeeignet für den Fernantrieb eines Leistungsschalters.
Bekannt sind weiterhin Lösungen mit Schneckenantrieb, bei welchen die Motorwelle mit Schnecke senkrecht zur Abtriebswelle angeordnet ist. Jedoch ist der Motor außerhalb der Ebene des Getriebes angeordnet, wodurch eine schlanke Bauweise nicht erreicht wird.
In weiteren bisher bekannten Lösungen für Fernantriebe ist die Motorwelle parallel zu der Abtriebswelle angeordnet. Hierbei wird ein Stirnradgetriebe für die ersten drei Stufen verwendet. Die Motorachse liegt parallel zur Abtriebsachse. Dadurch kann das Getriebe nicht so flach gebaut werden, da der Motor zumindest teilweise außerhalb der Getriebeebene angeordnet ist. Zudem ergeben sich bei dieser Bauweise mechanische Schwächen. Zudem bestehen große Nachteile beim Kuppeln der Fernantriebe mit den Leistungsschaltern, da zusätzliche Kupplungsbauteile notwendig sind, welche eine Fehlerquelle bilden und zudem kostenintensiv sind.
Die genannten Lösungen besitzen Nachteile hinsichtlich des Bauraums, der Montagefreundlichkeit, der Stabilität, der Zuverlässigkeit der elektrischen Isolation und sind nur mittels hoher Kosten herstellbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fernantrieb mit verbesserten Isolationseigenschaften zur Einschubmontage in Leistungsschalter zu schaffen, welcher einen geringen Bauraum besitzt, einfach zu montieren ist, die notwendige Stabilität sowie eine ausreichende elektrische Isolation und Berührungsschutz zum antreibenden Motor besitzt und zudem kostengünstig herstellbar ist.
Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Fernantrieb mit verbesserten Isolationseigenschaften zur Einschubmontage in Leistungsschalter geschaffen wird, wobei der Motorflansch aus einem Isolationswerkstoff besteht und ein Motorlager trägt. Damit werden ausreichende Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Motorlager bzw. dem Stator und dem leitfähigen Getriebegehäuse garantiert. Hierdurch wird eine elektrische und induktive Beeinflussung des Motors durch die Leistungsschaltung vermieden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 dargestellt.
Vorteilhaft ist das Schneckenrad aus einem Isolationswerkstoff hergestellt. Hierdurch werden zusätzlich ausreichende Luft- und Kriechstrecken zwischen der Motorwelle und dem Einschubgehäuse bzw. den nachfolgenden Getriebestufen gewährleistet. Hierdurch wird eine elektrische und induktive Beeinflussung des Fernantriebs durch die Leistungsschaltung weiter minimiert.
Mit einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Motor mit einer Hülse mit oder ohne Deckel aus einem Isolationswerkstoff abgedeckt und/oder umschlossen, wodurch insbesondere ein elektrischer Berührungsschutz erreicht wird.
Vorteilhaft ist am Einschubgehäuse eine aus einem Isolationswerkstoff bestehende Abdeckung befestigt, wodurch insbesondere ein mechanischer Berührungsschutz gegenüber dem Getriebe erreicht wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist am Motor ein Varistor vorgeschalten, wodurch der Anlaufstrom begrenzt und der Motor sowie das Steuergerät vor Überlast geschützt wird und somit entsprechende Schäden vermieden werden. Zudem lässt sich die Isolation an die Parameter des Varistors anpassen. Hierdurch werden zusätzliche Maßnahmen für die jeweiligen Isolationen an dem Fernantrieb vermeiden und dadurch Kosten eingespart.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Fernantrieb in seitlicher Darstellung,
2 einen Fernantrieb in seitlicher Darstellung mit einseitig geöffneter Getriebeplatine,
3 einen Fernantrieb von hinten in Schnittdarstellung und
4 eine freigestellten Motor mit Motorflansch und Schnecke.
Die 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Fernantrieb für Leistungsschalter, bestehend aus einem Motor 2 und einem Getriebe 3, welches in einem Einschubgehäuse 1 untergebracht ist und für Einschubmontage vorgesehen ist. Hierbei steht die Achse der Motorwelle 4 senkrecht zur Achse einer Abtriebswelle 5 des Getriebes 3. Das Getriebe 3 besteht aus einem Schneckenrad 7 und zwei Stirnradstufen 8, welches ein Planetengetriebe 9 antreibt. Auf der Motorwelle 4 ist eine Schnecke 6 angeordnet und greift in das Schneckenrad 7. Das Schneckenrad 7 treibt die zwei folgenden Stirnradstufen 8 das Planetengetriebe 9 mit Freilauf an. Die Abtriebswelle 5 besitzt in Richtung des Leistungsschalters einen flanschartigen Ansatz 10, wobei der flanschartige Ansatz 10 außerhalb des Einschubgehäuse 1 angeordnet ist. Das Einschubgehäuse 1 besteht in einem konkreten Ausführungsbeispiel und wie in den 1 bis 3 dargestellt, aus zwei Getriebeplatinen 13. Die Getriebeplatinen 13 bestehen aus Metallblech. An der motorseitigen Stirnseite des Einschubgehäuse 1 ist zudem eine Abdeckung 17 vorhanden. Diese Abdeckung 17 besteht aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff, und schütz vor gefährdenden Berührungen und Eingriffen in das Getriebe 3. Die Abdeckung 17 schließt den Bereich zwischen den Getriebeplatinen 13 und umgreift für eine sichere Lage die Getriebeplatinen 13 von außen.
Eine der beiden Getriebeplatinen 13 besitzt zumindest eine gekantete Versteifungslasche 14. Hierfür ist die Getriebeplatinen 13 zweimal gekantet. Auf dieser Versteifungslasche 14 ist der Motor 2 über einen Motorflansch 16 befestigt. Der Motorflansch 16 ist, wie in 4 dargestellt, mit dem Stator des Motors 2 verschraubt. Der Motorflansch 16 trägt ein Motorlager 11 und isoliert das Motorlager 11 somit elektrisch und induktiv vom Stator 12 des Motors 2 und ist an der Versteifungslasche 14 verschraubt. Der Motorflansch 16 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und isoliert den Motor 2 von der weiteren aus Metall bestehenden Konstruktion des Einschubgehäuses 1 des Fernantriebes. Dieses elektrisch isolierende Material ist beispielsweise ein hochfester Kunststoff, welcher die auftretenden Kräfte im Betrieb zuverlässig und zerstörungsfrei aufzunehmen in der Lage ist.
Zur Verbesserung der elektrischen Isolation des Motors 2 von der weiteren aus Metall bestehenden Konstruktion des Einschubgehäuses 1 des Fernantriebes ist das Schneckenrad 7 zusätzlich ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem, für ein kombiniertes Schneckenrad und Stirnrad geeigneten Kunststoff gefertigt. Hierdurch werden ausreichend große Luft- und Kriechstrecken zwischen der Motorwelle 4 und dem Einschubgehäuse 1 bzw. den nachfolgenden Getriebestufen gewährleistet.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist der Motor 2 von einer Hülse 15 umschlossen. Eine weitere Ausführungsform ist es, wenn die Hülse 15 des Motors 2 einen Deckel besitzt und somit auch nach oben verschlossen ist. Die Hülse 15 und der Deckel bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material. Dieses Material kann ein Kunstsoff oder Kunststoffverbund sein, welcher den Berührungsschutz gewährleistet.
Weiterhin ist am Motor 2 ein Varistor vorgeschalten. Dieser Varistor begrenzt den Anlaufstrom und schütz dadurch den Motor sowie das Steuergerät vor Überlast. Hierdurch ist es möglich die jeweiligen Isolationen und Isolationswerkstoffe an die jeweiligen elektrischen Parameter des Varistors anzupassen. Zusätzliche oder verstärkte Isolationsmaßnahmen können vermieden werden.
Bezugszeichenliste

1: Einschubgehäuse
2: Motor
3: Getriebe
4: Motorwelle
5: Abtriebswelle
6: Schnecke
7: Schneckenrad
8: Stirnradstufe
9: Planetengetriebe
10: flanschartiger Ansatz
11: Motorlager
12: Stator
13: Getriebeplatine
14: Versteifungslasche
15: Hülse
16: Motorflansch
17: Abdeckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005024270 B3 [0007]
CA 2415335 [0007]
CN 203312214 U [0007]

Claims

Fernantrieb mit erhöhten Isolationseigenschaften bestehend aus einem Motor (2) an und einem Getriebe (3) in einem Einschubgehäuse (1) aus Metallplatinen (13) für Leistungsschalter zur Einschubmontage, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorflansch (16) und das Schneckenrad (7) aus einem Isolationswerkstoff bestehen und dass der Motor (2) mit einer Hülse (15) mit oder ohne Deckel aus einem Isolationswerkstoff abgedeckt und/oder umschlossen ist.
Fernantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Einschubgehäuse (1) mindestens eine aus einem Isolationswerkstoff bestehende Abdeckung (17) befestigt ist.
Fernantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Motor (2) ein Varistor vorgeschalten ist.