-
Jedes federnde Element kann eine unter Vorspannung in das Getriebegehäuse
eingebaute Schraubenfeder mit wenigstens einem Anschlag sein und die Spindel kann
im Bereich jedes Anschlags einen Ansatz besitzen, wobei nur dann ein Anschlag in
axialer Richtung gegen einen Ansatz drückt, wenn die Spindel in axialer Richtung
ausgelenkt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die federnden Elemente nicht
auf die Spindel drücken, wenn kein Drehmoment abgegeben wird und daß sich die Spindel
erst dann in axialer Richtung bewegt, wenn das übertragene Drehmoment einen Grenzwert,
der durch die Vorspannung der Schraubenfedern einstellbar ist, überschreitet Die
Spindel kann beim axialen Auslenken aus ihrer Ruhelage einen Unte-brecherschalter
für den Stromkreis des Motors betätigen. Dadurch kann die
erfindungsgemäße
Einrichtung auch für Fälle eingesetzt werden, wo der Betätigungsbefehl für den Motor
nach Erreichen der Endstellung noch längere Zeit ansteht bzw. wo die Ausschaltung
des Motors bei Erreichen der Endstellung oder bei Blockierung selbsttätig erfolgen
soll. Eine Uberhitzung des Motors bzw. ein Auslösen von Sicherungen oder Überlastschutzeinrichtungen
wird dadurch verhindert. Da die Spindel nach Abschalten des Motors wieder selbsttätig
in ihre Ruhelage zurückgedreht wird, ist der Motor praktisch unmittelbar nach dem
Ausschalten für eine neue Betätigung bereit. le nach Art der Ansteuerung muß u.
U. eine Schaltung vorgesehen werden, die verhindert, daß der Motor nach dem Zurückdrehen
der Spindel in ihre Ruhelage durch einen noch anstehenden Betätigungsbefehl wieder
eingeschaltet wird.
-
Beim elektrischen Motor mit Getriebe kann der Unterbrecherschalter
eine Betätigungsnocke besitzen, die in eine Ringnut der Spindel eingreift, und die
angehoben wird, wenn die Spindel aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird. Das stellt
eine besonders einfache Maßnahme zum Abschalten des Motors bei Erreichen der Endstellung
oder bei einer Blockierung in einer Zwischenstellung dar.
-
Bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Motor mit Getriebe, bei
dem das Antriebszahnrad als Schnecke und das Abtriebszahnrad als Schneckenrad ausgebildet
ist, kann die Steigung des Schneckengewindes der Schnecke so klein sein, daß der
Getriebemotor von der Abtriebsseite her selbstsperrend ist. Dadurch wird verhindert,
daß das angetriebene Gerät sich selbst verstellen kann.
-
Die Spindel kann einen Ansatz zum Ansetzen eines Handantriebes besitzen.
Dadurch wird es möglich, bei Spannungsausfall oder Störungen in der Betätigungseinrichtung
des Motors das Getriebe und damit das anzutreibende Gerät von Hand zu betätigen.
-
Im folgenden wird der erfindungsgemäße elektrische Motor mit Getriebe,
der im folgenden auch als Getriebemotor bezeichnet wird, beispielhaft anhand der
Fig. 1 und 2 erläutert. Dabei sind in den beiden Figuren gleiche Bauteile mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
-
Als Beispiel ist eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schneckengetriebe
dargestellt.
-
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in Ruhestellung, während
F i g. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung bei Erreichen eines Endanschlages darstellt.
-
Beide Figuren sollen im folgenden gemeinsam erläutert werden.
-
Der Anker la des elektrischen Motors 1 ist mit einer Spindel 2 fest
verbunden. Die Spindel 2 mit dem Anker 1a ist in axialer Richtung beweglich gelagert.
Sie wird im Ausführungsbeispiel durch zwei Schraubenfedern 3 und 4 mit Anschlägen
3b und 4b, die im Ausführungsbeispiel Scheiben sind, in ihrer Lage gehalten. Die
Schraubenfedern 3 bzw. 4 sind jeweils zwischen zwei festen Anschlägen 3a und 3cbzw.
4a und 4cde Getriebegehäuses 9 unter Druck mit Vorspannung eingebaut. Sie tragen
an den einander zugewandten Seiten je eine Scheibe 3b bzw. 4b mit je einer zur Spindel
konzentrischen Bohrung 3d bzw. 4d Der Durchmesser jeder Bohrung 3d bzw. 4d ist kleiner
als der Durchmesser der Ansätze 2c und 2d der Spindel 2, die im Ausführungsbeispiel
Flansche 2c und 2d sind, aber größer als der Durchmesser der Spindel 2 außerhalb
dieses Bereiches. Die Spindel 2 wird daher mit den Flanschen 2c bzw. 2d durch die
Scheiben 3b und 4b in axialer Richtung geführt. Der Abstand zwischen den Scheiben
3b und 4b ist dabei so gehalten, daß die Spindel 2 ein gewisses axiales Spiel hat
und damit in Ruhestellung, d. h. ohne Drehmoment-Übertragung keine Federkraft auf
die Spindel 2 wirkt. Damit wird der Reibungswiderstand der axialen Führung klein
gehalten.
-
Wird dagegen die Spindel 2 in Axialrichtung ausgelenkt, so übt jeweils
eine der Schraubenfedern 3 bzw. 4 eine Rückstellkraft auf die Spindel 2 aus, wobei
die Rückstellkraft bei kleiner Auslenkung etwa der Vorspannung der Schraubenfeder
3 bzw. 4 entspricht.
-
Zwischen den Ansätzen 2cbzw. 2dund den Scheiben 3b bzw. 4S kann man
u. U. ein Kugellager einbauen.
-
Abweichend vom Ausführungsbeispiel könnte man die Scheiben 3b und
4b auch an den voneinander abgewandten Seiten der Schraubenfedern 3 und 4 anbringen
und die Ansätze 2c und 2d der Spindel 2 entsprechend im Bereich dieser Scheiben
3b und 4b vorsehen. Ebenso könnte man die Schraubenfedern 3 und 4 auch unter Zug
mit Vorspannung einbauen und dann nicht wie im Ausführungsbeispiel auf Druck, sondern
auf Zug belasten.
-
Welterhin gibt es die Möglichkeit, nur eine Schraubenfeder 3 bzw.
4 vorzusehen, diese an beiden Enden mit je einer Scheibe 3b und 4b zu versehen und
im Bereich jeder Scheibe 3b bzw. 4b einen Ansatz 2c bzw.
-
2dder Spindel 2 vorzusehen.
-
Die Spindel 2 ist mit einem Drillgewinde 2a, d. h einem sehr steilen
Gewinde versehen, das in das Antriebszahnrad, im Beispiel eine Spindelmutter 5 eingreift.
Die Spindelmutter 5 wird durch die festen Anschläge 6 und 7 axiale Verschiebung
gesichert. Dabei liegt zwischen der Spindelmutter 5 und den festen Anschlägen 6
bzw. 7 im Ausführungsbeispiel jeweils ein Kugellager 6a bzw. 7a. Die Spindelmutter
5 weist an ihrem äußeren Umfang ein Schneckengewinde 5a auf, in das das Abtriebszahnrad,
im Beispiel ein Schneckenrad 8, eingreift. Durch das Schneckenrad 8 wird das zu
betätigende Gerät, z. B. ein Trennschalter, angetrieben.
-
Die Spindel 2 weist eine Ringnut 2b auf, in die eine Betätigungsnocke
10a eines Unterbrecherschalters 10 eingreift. An einem Ende weist die Spindel 2
einen Ansatz 2ezum Ansetzen eines Handantriebes auf.
-
Anhand der F i g. 1 und 2 soll nun die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Einrichtung erläutert werden.
-
Die vom Motor 1 angetriebene Spindel 2 nimmt über das Drillgewinde
2a die Spindelmutter 5 mit. Dabei hat die Spindel 2 die Tendenz, sich aus der Spindelmutter
herauszuschrauben, und zwar je nach Drehrichtung des Motors 1 in die eine oder andere
axiale Richtung. Die Schraubenfedern 3 bzw. 4 halten jedoch die Spindel 2 solange
in ihrer axialen Lage fest, solange die auf die Spindel 2 in axialer Richtung wirkende
Kraft kleiner ist als die Vorspannung der Schraubenfedern 3 bzw. 4. Die in axialer
Richtung auf die Spindel 2 wirkende Kraft ist abhängig von dem auf die Spindelmutter
5 übertragenen Drehmoment und von der Steigung des Driligewindes.
-
Solange also das von der Spindelmutter 5 übertragene Drehmoment, das
wiederum vom Drehmoment des anzutreibenden Gerätes abhängt, unterhalb eines bestimmten
Wertes liegt, wird die Spindel 2 in ihrer axialen Lage festgehalten. Die Spindelmutter
5 wird von der Spindelwelle 2 mitgenommen und dreht sich mit gleicher Drehzahl.
Dieser Fall ist in F i g. 1 dargestellt.
-
Überschreitet nun das von der Spindel 2 auf die Spindelmutter 5 übertragene
Drehmoment einen bestimmten Wert, der durch die Steigung des Drillgewindes und durch
die Vorspannung der Schraubenfedern 4 und 5 vorgegeben ist, so schraubt sich die
Spindel
2 gegen den Druck einer Schraubenfeder 3 bzw. 4 durch die
Spindelmutter 5. Die Spindelmutter 5 bleibt dabei stehen und die Spindel 2 bewegt
sich mit dem Anker 1 in axialer Richtung, wobei eine Schraubenfeder 3 bzw. 4 zusammengedrückt
wird.
-
Fig.2 zeigt diesen Fall, wobei sich die Spindel 2 gegen die Schraubenfeder
4 durch die Spindelmutter 5 geschraubt hat.
-
Die Schraubenfedern 3 und 4 sind in Abhängigkeit von dem für das
anzutreibende Gerät erforderlichen Drehmoment, sowie in Abhängigkeit von den Steigungen
des Schneckengewindes 5a und des Drillgewindes 2a so vorgespannt, daß die Spindelmutter
5 und damit das anzutreibende Gerät von der Spindel 2 gedreht wird, solange dieses
nicht einen Endanschlag erreicht hat oder blockiert wird. Sobald das anzutreibende
Gerät einen Endanschlag erreicht hat oder blockiert wird, bleibt die Spindelmutter
5 stehen und die Spindelwelle 2 schraubt sich in der beschriebenen Weise gegen die
Kraft einer Schraubenfeder 3 oder 4 durch die Spindelmutter 5. Der Motor 1 mit seinen
Schwungmassen wird also relativ weich abgebremst und würde bei Erreichen einer bestimmten
Federspannung wegen Überlastung stehen bleiben, wenn man nicht eine Abschaltung
vorsieht, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fall ist.
-
Sobald die Spindel 2 aus ihrer Grundstellung bewegt wird, kommt die
Betätigungsnocken 10a des Unterbrecherschalters 10 aus dem Bereich der Ringnut 2b
der Spindel 2 und wird dadurch angehoben. Der Schalter 10 wird betätigt und schaltet
dadurch den Motor 1 aus Die Schwungmassen des Motors können gegen eine Schraubenfeder
3 bzw. 4 weich auslaufen Da nun der Motor 1 kein Drehmoment mehr auf die Spindelwelle
2 überträgt, wird die Spindel 2 durch die Kraft einer vorher zusammengedrückten
Schraubenfeder 3 bzw. 4 wieder in ihre Ruhestellung zurückgedreht. Die Betätigungsnocke
10a des Unterbrecherschalters 10 kommt wieder in den Bereich der Ringnut 2b und
der Unterbrecherschalter 10 wird wieder geschlossen Damit ist die Anordnung wieder
bereit für die nächste Schalthandlung. Je nach Art der Ansteuerung des Motors 1
ist dafür zu sorgen, daß der Motor 1 beim Schließen des Unterbrecherschalters 10
nicht selbsttätig wieder anläuft.
-
Um das anzutreibende Gerät auch bei Stromausfall oder bei einem Defekt
in der Ansteuerung des Motors oder am Motor selbst betätigen zu können, ist an der
Spindelwelle 2 ein Ansatz 2e vorgesehen, an den ein Handantrieb angesetzt werden
kann. Die gesamte Anordnung kann dann z. B. mit einer Handkurbel betätigt werden.
-
Die Steigung des Schneckengewindes 5a wird zweckmäßigerweise so klein
gehalten, daß der Getriebemotor von der anzutreibenden Seite her selbstsperrend
ist Damit wird verhindert, daß das anzutreibende Gerät sich selbsttätig verstellen
kann.
-
Zusammenfassend ist festzustellen, daß der erfindungsgemäße elektrische
Motor mit Getriebe alle Forderungen, die an solche Vorrichtungen, z. B. zur Betätigung
von Schaltgeräten, gestellt werden, in hervorragender Weise erfüllt. Im Getriebe
selbst müssen keine Endstellungen justiert werden, bei denen der Motor abgeschaltet
wird, wie dies bei vielen bekannten Antrieben für Schaltgeräte der Fall ist, sondern
die Endstellungen werden im anzutreibenden Gerät selbst durch Anschläge festgelegt.
Das ist aber wesentlich einfacher und exakter durchzuführen. Die erfindungsgemäße
Einrichtung schaltet sowohl bei Erreichen der Endstellungen als auch bei Überlastung
in einer Zwischenlage selbsttätig ab und ist unmittelbar nach dem Abschalten zum
Wiedereinschalten bereit.
-
Das Drehmoment, bei dem die Abschaltung erfolgt, ist mit der Vorspannung
der Schraubenfedern leicht einstellbar. Der erfindungsgemäße elektrische Motor mit
Getriebe kann im Gegensatz zu vielen bekannten Antrieben aus jeder Zwischenschaltung
in jeder Richtung anlaufen. Sowohl bei Erreichen der Endanschläge als auch beim
Blockieren in einer Zwischenstellung wird der Motor weich abgebremst, kommt aber
trotzdem sehr schnell zum Stillstand. Durch das weiche Abbremsen wird das Schneckengetriebe
geschont und das Verkeilen des Schneckengetriebes wird verhindert.
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in jeder beliebigen Stellung
von Hand betätigt werden. Das Getriebe ist selbstsperrend. das angetriebene Gerät
kann sich daher nicht selbsttätig verstellen. Als Motor kann jeder Gleich- oder
Wechselstrommotor verwendet werden, der auf Rechts- oder Linkslauf umschaltbar ist
Anzumerken ist schließlich noch, daß sich der erfindungsgemäße elektrische Motor
mit Getriebe sehr gut zum Antrieb von Schaltgeräten eignet, aber auch in fast allen
anderen Bereichen, wo Getriebemotoren eingesetzt werden, z. B. für Stellantriebe
angewendet werden kann. Anstelle des im Anwendungsbeispiel verwendeten Schneckengetriebes
kann auch jedes andere Getriebe eingesetzt werden.