DE4210695C1

DE4210695C1 - Actuator mechanism e.g. for use with medium voltage switchgear - has rotary input with fork end that operates against pin to turn rod through angle

Info

Publication number: DE4210695C1
Application number: DE19924210695
Authority: DE
Inventors: Horst 4151 Kempen De Deharde; Peter Buentgen; Reiner 4156 Willich De Ueberall
Original assignee: Felten & Guilleaume Energietechnik Ag 5000 Koeln De
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2012-04-02

Abstract

An actuator for use with electrical switches handling medium range voltage levels has a shaft (1) that is turned through an arc to transmit motion to a switching bar set at 90 degrees (2). The coupling between the two is provided by a fork unit (3) and a pin (4). The fork unit has an internal profile with curved sections (5a) at the top and bottom (5a). Typically the unit is dimensioned to move the pin through 90 degrees. ADVANTAGE - Simple, compact and requiring little design space.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltantrieb, insbesondere für Mittelspannungs- Schalteinrichtungen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a switching drive, in particular for Medium voltage switching devices, according to the preamble of Claim 1.

In der Schalteinrichtungstechnik übliche Schaltantriebe weisen eine Betätigungs- und eine rechtwinklig zu dieser angeordnete Schaltwelle sowie Elemente für die Übertragung einer Drehbewegung der Betätigungswelle auf die Schaltwelle auf, die zu betätigende Schaltkontaktteile trägt. Damit eine Bewegungsübertragung von der Betätigungswelle auf die Schaltwelle mit einer vorbestimmten Kraft erfolgen kann, soll ein im wesentlichen gleichbleibendes Drehmoment gewährleistet sein. Deswegen und zur Umsetzung einer Drehbewegung von vorzugsweise 90° finden Gelenk-, Kurbel- oder Kegelradgetriebe Anwendung.Switch actuators customary in switchgear technology one actuating and one arranged at right angles to this Switching shaft and elements for the transmission of a rotary movement the actuating shaft on the selector shaft, the one to be actuated Switch contact parts carries. So that a movement transfer from the actuating shaft on the shift shaft with a predetermined Force can take place, should be essentially constant Torque must be guaranteed. Therefore and for the implementation of a Rotary movement of preferably 90 ° find joint, crank or Bevel gear application.

Diese Schaltantriebe sind teile- bzw. kostenintensiv, somit aufwendig, und haben einen relativ hohen Platzbedarf.These switching drives are parts and cost intensive, therefore complex, and have a relatively high space requirement.

Aus der US-PS 48 82 942, die eine Bedienungsanordnung zur Fern steuerung von Modellautos zum Gegenstand hat, ist eine Lösung be kanntgeworden, durch die die Übertragung von Drehbewegungen von einer drehbar angeordneten Betätigungsscheibe auf eine rechtwink lig zu deren Drehachse angeordnete Welle über zwei Übertragungs elemente erfolgt, bei der das an der Welle angeordnete Übertra gungselement ein an dieser in radialer Richtung angeordneter Stift und das an der Scheibe angeordnete Übertragungselement ein in radialer Richtung angeordneter gabelförmiger Hebel ist. Der Stift ragt durch den Gabelzwischenraum hindurch und wird durch eine Schwenkung des gabelförmigen Hebels in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung in eine der beiden möglichen Richtungen ausge lenkt, wodurch die den Stift tragende Welle gedreht wird.From US-PS 48 82 942, which has an operating instruction for remote control of model cars is a solution through which the transmission of rotary movements of a rotatable actuating disc on a right angle lig to the axis of rotation arranged shaft via two transmission elements takes place in which the transmission arranged on the shaft supply element arranged on this in the radial direction Pen and the transmission element arranged on the disc is a fork-shaped lever arranged in the radial direction. The Pen protrudes through the space between the forks and becomes a pivoting of the fork-shaped lever depending on the Swivel direction out in one of the two possible directions steers, whereby the shaft carrying the pin is rotated.

Dieser Antrieb erfordert zur Übertragung einer 90°-Drehung der Scheibe auf die Welle eine ausreichende Dimensionierung und somit relativ viel Platz. Außerdem verändert sich bei einer Drehung das Drehmoment, da sich der Berührungspunkt zwischen Stift und gabel förmigen Hebel in Bezug auf die Achse der Scheibe und der Welle verschiebt.This drive requires a 90 ° rotation to transmit the Washer on the shaft a sufficient dimensioning and thus relatively much space. In addition, this changes with a rotation Torque because the point of contact between the pin and fork shaped lever with respect to the axis of the disc and the shaft shifts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen die Umsetzung einer 90°-Drehung einer Betätigungswelle auf eine Schaltwelle er möglichenden Schaltantrieb, insbesondere für Mittelspannungs- Schalteinrichtungen, zu schaffen, der einfach im Aufbau ist, re lativ wenig Platz beansprucht und ein im wesentlichen gleichblei bendes Drehmoment garantiert.The object of the invention is to implement it a 90 ° rotation of an actuating shaft on a selector shaft possible switching drive, especially for medium voltage Switching devices to create, which is simple in construction, right takes up relatively little space and is essentially the same Guaranteed torque.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaltantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This task is done with a shift actuator according to the generic term of claim 1 solved by the characterizing features.

Die Erfindung gestattet in vorteilhafter Weise die Umsetzung einer 90°-Drehbewegung der Betätigungswelle in eine 90°-Drehbe wegung der im Winkel von vorzugsweise 90° zu dieser angeordneten Schaltwelle. Durch die Neigung der kreisbogenförmigen Bereiche auf die Schaltwelle zu, derart, daß der Abstand des Angriffs punktes der Gleitkurve am Bolzen zu den Achsen der beiden Wellen bei einer Drehbewegung der Betätigungswelle im wesentlichen gleichbleibt, wird auf einfache Weise erreicht, daß einerseits das Drehmoment im wesentlichen gleichbleibt, und daß andererseits der Platzbedarf der Anordnung relativ klein ist.The invention advantageously allows implementation a 90 ° rotation of the actuating shaft in a 90 ° rotation movement of the arranged at an angle of preferably 90 ° to this Selector shaft. Due to the inclination of the circular arc-shaped areas towards the selector shaft so that the distance of the attack point of the glide curve on the pin to the axes of the two shafts when the actuating shaft rotates essentially remains the same, it is easily achieved that on the one hand the torque remains essentially the same and that on the other hand the space requirement of the arrangement is relatively small.

Die Maßnahme nach Anspruch 2, daß die in ihre senkrecht zur Achse der Betätigungswelle verlaufende Anordnungsebene projizierte Gleitkurve im wesentlichen die Form eines Langloches hat, das mit seiner Längsachse tangential zur Betätigungswelle angeordnet ist, hat fertigungstechnische Vorteile und trägt insbesondere auch mit der Maßnahme des Anspruches 3, nach der das Langloch auf der der Betätigungswelle abgewandten Längsseite offen ist, zur weiteren Reduzierung des Platzbedarfes bei.The measure according to claim 2, that in its perpendicular to the axis projected arrangement plane extending the actuating shaft Sliding curve has essentially the shape of an elongated hole that with its longitudinal axis is arranged tangentially to the actuating shaft, has manufacturing advantages and in particular also contributes the measure of claim 3, according to which the elongated hole on the Actuating shaft facing away from the long side is open to further Reduction of the space requirement at.

Die Maßnahme nach Anspruch 5, nach der die bogenförmigen Bereiche der Gleitkurve jeweils in einer Ebene liegen, hat gegenüber einer bogenförmigen Neigung auf die Schaltwelle zu fertigungstechnische Vorteile.The measure of claim 5, according to which the arcuate areas the slide curve lies in one plane, compared to one arcuate inclination on the shift shaft to manufacturing Advantages.

Eine Drehwinkelbegrenzung durch Anschläge gemäß den Ansprüchen 6 und 7 dient in einfacher Weise der Festlegung der beiden Schalt stellungen "Ein" und "Aus".A rotation angle limitation by stops according to claims 6 and 7 is used to determine the two switching in a simple manner positions "On" and "Off".

Eine radiale Anordnung des Bolzens an der Schaltwelle gemäß dem Anspruch 8 gewährleistet eine gewünschte Bewegungssymmetrie in den beiden möglichen Drehrichtungen.A radial arrangement of the bolt on the selector shaft according to the Claim 8 ensures a desired symmetry of movement in the two possible directions of rotation.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is illustrated below using an exemplary embodiment described. In the accompanying drawing:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltantriebes, schematisch, Fig. 1 is a perspective view of a contact module according to the invention schematically,

Fig. 2 einen erindungsgemäßen Schaltantrieb mit einer Seitenan sicht des Gleitkurvenelementes, Fig. 2 is a erindungsgemäßen switching drive with a Seitenan view of Gleitkurvenelementes,

Fig. 3 den erfindungsgemäßen Schaltantrieb mit einer Draufsicht des Gleitkurvenelementes. Fig. 3 shows the switching drive according to the invention with a plan view of the sliding curve element.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schaltantrieb mit einer Be tätigungswelle 1 und einer rechtwinklig zu dieser angeordneten Schaltwelle 2. An der Betätigungswelle 1 ist ein Gleitkurvenele ment 3 und an der Schaltwelle 2 ein Hohlstift 4 angeordnet. Die Gleitkurve 5 des Gleitkurvenelementes 3 hat die Form eines ein seitig offenen Langloches (Fig. 3) mit zwei gegenüberliegenden kreisbogenförmigen Bereichen 5a und umhüllt den Hohlstift 4, wo bei das Gleitkurvenelement 3 mit den Bereichen 5a der Gleitkurve 5 auf die Schaltwelle 2 zu um 30° abgewinkelt ist. Die Gleitkurve (5) liegt in Abhängigkeit von der Drehrichtung mit einem der bei den Bereiche 5a am Hohlstift 4 an. (Fig. 2). Fig. 1 shows a circuit with a drive according to the invention Be tätigungswelle 1 and arranged at right angles to this shift shaft 2. On the actuating shaft 1 a Gleitkurvenele element 3 and on the selector shaft 2, a hollow pin 4 is arranged. The sliding curve 5 of the sliding curve element 3 has the shape of a one-sided open elongated hole ( Fig. 3) with two opposite circular arc-shaped areas 5 a and envelops the hollow pin 4 , where in the sliding curve element 3 with the areas 5 a of the sliding curve 5 to the selector shaft 2 is angled by 30 °. Depending on the direction of rotation, the sliding curve ( 5 ) rests with one of the areas 5 a on the hollow pin 4 . ( Fig. 2).

Die Betätigungswelle 1 ist in einer Laufbuchse 6 an einem an der Schalteinrichtung angeordneten tragenden Winkelstück 7 drehbar gelagert und durch einen in die Laufbuchse 6 eingebrachten Schlitz 8 und einen in die Betätigungswelle 1 eingebrachten Stift 9 arretiert (Fig. 2) Der Schlitz 8 dient zugleich zur Drehwinkel begrenzung und gestattet Drehbewegungen der Betätigungswelle (1) von 90°. Zur Betätigung der Betätigungswelle 1 ist an deren der Schaltwelle 2 abgewandten Stirnseite eine Sechskantöffnung 10 eingebracht, in die zur Betätigung ein mit einem Sechskant verse hener Betätigungshebel einführbar ist. An der Schaltwelle 2, die am Gehäuse der Schalteinrichtung gelagert und durch die Stabili sierungselemente 7a für das tragende Winkelstück 7 hindurchge führt ist, ist ein Anschlag 11 befestigt, der mit seinen Flanken 12 an einem nicht dargestellten Gegenanschlag bei einer Drehung der Schaltwelle 2 zur Anlage kommt und so ausgelegt ist, daß der Drehwinkel der Schaltwelle 2 auf 90° begrenzt ist. Mit der Schaltwelle 2 ist ein Schaltmesser 13 fest verbunden. In der Dar stellung gemäß den Fig. 2 und 3 ist der elektrische Kontakt durch Anlage der Kontaktflanken 14 des Schaltmessers 13 am Gegen kontakt 15 geschlossen.The operating shaft 1 is supported in a bushing 6 at one arranged on the switching device bearing angle piece 7 rotatably and through a introduced into the sleeve 6 slot 8 and brought into the operating shaft 1 pin 9 is locked (Fig. 2) The slot 8 also serves to Angle of rotation limitation and allows rotary movements of the actuating shaft ( 1 ) of 90 °. To actuate the actuating shaft 1 , a hexagonal opening 10 is introduced on the end thereof facing away from the control shaft 2 , into which an actuating lever provided with a hexagon can be inserted for actuation. Is leading to the shift shaft 2 which is mounted on the housing of the switching device and by the Stabili sierungselemente 7 a for the supporting angle pieces 7 hindurchge, a stop 11 is fastened, which with its edges 12 on a not shown counter stop upon rotation of the shift shaft 2 for System comes and is designed so that the angle of rotation of the control shaft 2 is limited to 90 °. A switching knife 13 is firmly connected to the switching shaft 2 . In the Dar position according to FIGS. 2 and 3, the electrical contact is closed by the contact edges 14 of the switching blade 13 on the counter contact 15 .

Bei einer Drehung der Betätigungswelle 1 gleitet die am Gleitkur venelement 3 befindliche und den Hohlstift 4 umhüllende Gleitkur ve 5 in Abhängigkeit von der Drehrichtung mit einem der kreisbo genförmigen Bereiche 5a am Hohlstift 4 entlang und bewegt diesen dabei in seiner senkrecht zur Achse der Schaltwelle 2 verlaufen den Anordnungsebene, wodurch die Schaltwelle 2 ebenfalls um ihre Achse gedreht wird. Eine Drehbewegung der Betätigungswelle 1 um 90° führt infolge der Gleitkurvengestaltung und der Anordnung des Hohlstiftes 4 zu einer 90°-Schwenkung desselben und damit auch zu einer 90°-Drehung der Schaltwelle 2. Das an der Schaltwelle 2 an geordnete Schaltmesser 13 vollführt dabei eine 90°-Schwenkung und schließt bzw. öffnet dabei in Abhängigkeit von der Drehrichtung den ihm zugeordneten elektrischen Kontakt.Upon rotation of the operating shaft 1, the venelement on Gleitkur 3 located and the hollow pin 4 slides enveloping Gleitkur ve 5 depending on the direction of rotation with one of the kreisbo genförmigen areas 5 a on the hollow pin 4 along and moves it in its perpendicular to the axis of the shift shaft 2 run the arrangement level, whereby the control shaft 2 is also rotated about its axis. A rotary movement of the actuating shaft 1 by 90 ° leads to a 90 ° swiveling thereof due to the design of the sliding curve and the arrangement of the hollow pin 4 and thus also to a 90 ° rotation of the control shaft 2 . The arranged on the selector shaft 2 to the arranged switching knife 13 performs a 90 ° swivel and closes or opens depending on the direction of rotation the associated electrical contact.

Claims

1. Switching drive, in particular for medium-voltage switching devices, with a switching shaft and an actuating shaft arranged at right angles thereto and one element for the transmission of a rotary movement of the actuating shaft onto the switching shaft, characterized in that the element on the switching shaft ( 2 ) a substantially perpendicular to its axis arranged bolt ( 4 ) and the element on the actuating shaft ( 1 ) a sliding curve element ( 3 ) with an in a substantially perpendicular plane to the axis of the actuating shaft ( 1 ) and at a distance from this and the Bolt ( 4 ) enveloping slide curve ( 5 ), which has two opposing arcuate regions ( 5 a), the supply shaft depending on the direction of rotation of the actuation shaft ( 1 ) with the bolt ( 4 ) can be brought into engagement, and that these Areas ( 5 a) are inclined towards the selector shaft ( 2 ) such that the distance between the point of application of the sliding curve ( 5 ) on the bolt ( 4 ) to the axes of the two shafts remains essentially the same during a rotary movement.

2. Switching drive according to claim 1, characterized in that the in their perpendicular to the axis of the actuating shaft ( 1 ) arrangement plane projected sliding curve ( 5 ) has the shape of an elongated hole which is arranged with its longitudinal axis tangential to the actuating shaft ( 1 ).

3. Switching drive according to claim 2, characterized in that the slot on the actuating shaft ( 1 ) facing away from the long side is open.

4. Switching drive according to claim 1, characterized in that on the switching shaft ( 2 ) facing away from the actuating shaft ( 1 ) a hexagonal opening ( 10 ) is arranged centrally.

5. Switching drive according to claim 1 and 2, characterized in that the arcuate regions ( 5 a) of the sliding curve ( 5 ) each lie in one plane.

6. Switching drive according to claim 1, characterized in that a stop ( 11 ) for limiting the angle of rotation is arranged on the switching shaft ( 2 ).

7. Switching drive according to claim 1, characterized in that the actuating shaft ( 1 ) is arranged in a bushing ( 6 ) which has a slot ( 8 ), in which for locking and rotation of the actuating shaft ( 1 ), an arranged on this pin ( 9 ) protrudes.

8. Switching drive according to claim 1, characterized in that the bolt ( 4 ) is arranged radially on the switching shaft ( 2 ).