EP0038288B1

EP0038288B1 - Mechanical drive for direct on and off switching of a low-voltage protective switch

Info

Publication number: EP0038288B1
Application number: EP19810730036
Authority: EP
Inventors: Werner Troebel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-04-15
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1984-05-16
Also published as: EP0038288A1; JPS56165239A; DE3014828C2; DE3014828A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftantrieb zum direkten Ein- und Ausschalten eines Niederspannungsschutzschalters mit einem Motor und einem Getriebe, dessen Abtriebswelle einen Kurbelarm trägt, der auf den Schutzschalter bei etwa 180° Drehung je Betätigungsvorgang einwirkt, sowie mit einem zusätzlich an dem Getriebe angreifenden Handbetätigungsglied.The invention relates to a power drive for direct switching on and off of a low-voltage circuit breaker with a motor and a gearbox, the output shaft of which carries a crank arm which acts on the circuit breaker at approximately 180 ° rotation per actuation process, and also with a manual actuating element which acts on the gearbox.

Ein Kraftantrieb mit diesen Merkmalen ist durch die DE-B-1 143 896 bekanntgeworden. Hierbei wirken der Motor und das Handbetätigungsglied mittels gesonderter Getriebeteile auf die mit dem Kurbelarm versehene Abtriebswelle ein. Durch Freilaufanordnungen ist für eine Unabhängigkeit der Betätigungsarten voneinander gesorgt.A power drive with these features has become known from DE-B-1 143 896. Here, the motor and the manual control element act on the output shaft provided with the crank arm by means of separate gear parts. Freewheel arrangements ensure that the types of actuation are independent of one another.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Aufrechterhaltung der unkomplizierten und sicheren Handhabung gesonderte Getriebeteile für das zusätzliche Handbetätigungsglied zu vermeiden.The invention has for its object to avoid separate gear parts for the additional manual actuator while maintaining the uncomplicated and safe handling.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Handbetätigungsglied ein Drehgriff ist, der mit der Abtriebswelle des Getriebes starr gekuppelt ist und daß zwischen der Abtriebswelle und den übrigen Teilen des Kraftantriebes eine Freilaufkupplung angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the manual actuator is a rotary handle which is rigidly coupled to the output shaft of the transmission and that a one-way clutch is arranged between the output shaft and the other parts of the power drive.

Die Erfindung macht davon Gebrauch, daß die Abtriebswelle die am langsamsten umlaufende Welle des Getriebes ist und bei einem Betätigungsvorgang nur eine halbe Umdrehung zurücklegt. Es ist daher praktisch ungefährlich, das Handbetätigungsglied zu berühren, wenn der Kraftantrieb selbsttätig anläuft. Andererseits ist eine Behinderung der Handbetätigung mit Hilfe des Handbetätigungsgliedes durch die Getriebeteile des Kraftantriebes durch die Freilaufkupplung völlig vermieden. Diese Freilaufkupplung bildet ein recht einfaches Bauteil, das ohne nennenswerte Vergrößerung oder Komplizierung des Kraftantriebes konstruktiv leicht unterzubringen ist.The invention makes use of the fact that the output shaft is the slowest rotating shaft of the transmission and only makes half a revolution during an actuation process. It is therefore practically harmless to touch the manual actuator when the power drive starts automatically. On the other hand, a hindrance to manual operation with the help of the manual actuator by the gear parts of the power drive through the one-way clutch is completely avoided. This one-way clutch forms a fairly simple component that can be easily accommodated in terms of construction without any significant increase or complication of the power drive.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die

Fig. 1 zeigt einen Motorantrieb in Verbindung mit einem Niederspannungs-Schutzschalter in einer Seitenansicht. Die
Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Drehgriff des Motorantriebes.

The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the figures. The

Fig. 1 shows a motor drive in connection with a low-voltage circuit breaker in a side view. The
Fig. 2 shows a perspective view of a rotary handle of the motor drive.

In der Fig. 1 ist strichpunktiert in seinen Umrissen ein Niederspannungsschutzschalter 1 der sogenannten Kompaktbauart dargestellt. Der Niederspannungsschutzschalter 1 besitzt ein Isolierstoffgehäuse 2, in dem um ein Drehlager 3 ein Kipphebel 4 schwenkbar angeordnet ist. Der Kipphebel 4 steht in nicht näher dargestellter Weise mit einem Schaltmechanismus in Verbindung, der in bekannter Weise bewegliche und feststehende Kontakte miteinander in Berührung zu bringen und wieder zu trennen gestattet. Außerdem enthält der Niederspannungsschutzschalter 1 Einrichtungen zur selbsttätigen Abschaltung bei Überlast und Kurzschluß. Der Niederspannungsschutzschalter 1 kann dabei so ausgebildet sein, wie dies z. B. in der DE-B-2 811 441 oder DE-B-2 817 667 beschrieben ist.In Fig. 1, a low-voltage circuit breaker 1 of the so-called compact design is shown in broken lines in its outline. The low-voltage circuit breaker 1 has an insulating housing 2, in which a rocker arm 4 is pivotably arranged about a pivot bearing 3. The rocker arm 4 is connected in a manner not shown to a switching mechanism which allows movable and fixed contacts to be brought into contact with one another and to be separated again in a known manner. In addition, the low-voltage circuit breaker contains 1 devices for automatic shutdown in the event of overload and short circuit. The low-voltage circuit breaker 1 can be designed such as this. B. is described in DE-B-2 811 441 or DE-B-2 817 667.

Auf den Kipphebel 4 ist ein Betätigungshandgriff 5 aufgesetzt, der aus einer mittigen Erhebung 6 an der Frontseite des Niederspannungsschutzschalters 1 herausragt. Mit diesem Betätigungshandgriff wirkt ein als Ganzes mit 10 bezeichneter Motorantrieb zusammen, der mittels Schrauben 11 gleichfalls auf der Frontseite des Niederspannungsschutzschalters 1 befestigt ist.An actuating handle 5 is placed on the rocker arm 4 and protrudes from a central elevation 6 on the front side of the low-voltage circuit breaker 1. This actuating handle interacts with a motor drive designated as a whole as 10, which is also fastened by means of screws 11 on the front of the low-voltage circuit breaker 1.

Zu den Hauptbestandteilen des Motorantriebes 10 gehört dabei eine Tragplatte 12, die mittels Abwinklungen oder angesetzter Winkelstücke 7 und der bereits erwähnten Schrauben 11 an dem Isolierstoffgehäuse 2 befestigt ist. An der der Frontseite des Niederspannungsschutzschalters 1 zugewandten Seite der Tragplatte ist zwischen herausgedrückten Lappen 13 ein Schieber 14 in Richtung des Doppelpfeiles 15 verschiebbar geführt. Eine fensterartige Öffnung 16 des Schiebers 14 umgreift dabei das Ende des Betätigungshandgriffes 5 sowie einen auf diesen aufgesteckten zylindrischen Körper 17 mit Abwinklungen 18. Dieser ist durch eine Führungsbahn 20 gegen radiales Entweichen gesichert.The main components of the motor drive 10 include a support plate 12 which is fastened to the insulating housing 2 by means of bends or attached angle pieces 7 and the screws 11 already mentioned. On the side of the support plate facing the front of the low-voltage circuit breaker 1, a slide 14 is guided in the direction of the double arrow 15 between the pressed-out tabs 13. A window-like opening 16 of the slide 14 encompasses the end of the actuating handle 5 and a cylindrical body 17 with bends 18 placed thereon. This is secured against radial escape by a guide track 20.

Auf der Tragplatte 12 ist ferner eine Motorgetriebeeinheit 21 befestigt, die aus einem Motor 22 mit parallel zu der Tragplatte 12 liegender Achse und einem Untersetzungsgetriebe 23 mit senkrecht zu der Tragplatte 12 stehender Drehachse besteht. Die Abtriebswelle 24 des Untersetzungsgetriebes 23 trägt einen Kurbelarm 25 mit einem Kurbelzapfen 26. Dieser greift zwischen die Schenkel 27 einer Blattfeder 30 ein, die sich parallel zu der Ebene des Schiebers 14 und quer zu dessen Bewegungsrichtung (Doppelpfeil 15) erstreckt. Die Blattfeder 30 dient zur elastischen Kraftübertragung von der Motorgetriebeeinheit 21 auf den Schieber 14, derart, daß in den Endstellungen ein Toleranzausgleich herbeigeführt wird. Für jeden Betätigungsvorgang, d. h. beim Einschalten oder beim Ausschalten des Niederspannungsschutzschalters 1, führt der Kurbelarm 25 eine Drehung von etwa 180° aus.A motor gear unit 21 is also fastened on the support plate 12 and consists of a motor 22 with an axis lying parallel to the support plate 12 and a reduction gear 23 with an axis of rotation perpendicular to the support plate 12. The output shaft 24 of the reduction gear 23 carries a crank arm 25 with a crank pin 26. This engages between the legs 27 of a leaf spring 30 which extends parallel to the plane of the slide 14 and transversely to its direction of movement (double arrow 15). The leaf spring 30 is used for the elastic force transmission from the motor gear unit 21 to the slide 14, such that tolerance compensation is brought about in the end positions. For each actuation, i.e. H. when the low-voltage circuit breaker 1 is switched on or off, the crank arm 25 performs a rotation of approximately 180 °.

Zwei Endschalter 31 und 32, die gleichfalls auf der Tragplatte 12 befestigt sind und deren Betätigungshebel 33 und 34 mit einem Fortsatz 35 des Schiebers 14 zusammenwirken, sorgen beim Ein-und Ausschalten des Niederspannungsschutzschalters 1 für die Stillsetzung des Motors 22.Two limit switches 31 and 32, which are also fastened to the support plate 12 and whose actuating levers 33 and 34 cooperate with an extension 35 of the slide 14, ensure that the motor 22 is stopped when the low-voltage circuit breaker 1 is switched on and off.

Alle erwähnten Komponenten des Motorantriebes sind nach außen durch eine Kappe 36 abgedeckt, die mit einer Öffnung zum Durchtritt eines Drehgriffes 37 versehen ist. Dieser ist auf einen dem Kurbelarm 25 gegenüberliegenden Wellenstumpf der Abtriebswelle 24 drehschlüssig aufgesteckt und gegen Abnahme durch einen Bund 38 gesichert. Der Drehgriff 37 steht somit ständig in Eingriff mit dem Untersetzungsgetriebe 23 und wird beim Ein- und Ausschalten des Niederspannungsschutzschalters 1 mittels des Motorantriebes 10 mitgedreht. Die Umfangsgeschwindigkeit ist dabei relativ niedrig, weil die Abtriebswelle 24 die am stärksten untersetzte Welle der Motorgetriebeeinheit 21 ist und zum Einschalten bzw. Ausschalten des Niederspannungsschutzschalters 1 jeweils ein Drehwinkel von nur etwa 180° zurückgelegt wird. Ferner ist zwischen der gestrichelt angedeuteten Motorwelle 28 und der Abtriebswelle 24 eine schematisch angedeutete Freilaufkupplung 29 eingefügt. Diese wirkt derart, daß die Welle von dem Motor nur in einer Drehrichtung angetrieben wird und die Motorwelle 28 beim Betätigen des Drehgriffes 37 im gleichen Sinn nicht mitgenommen wird. Freilauf-oder Überholkupplungen dieser Art sind allgemein bekannt und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.All mentioned components of the motor drive are covered on the outside by a cap 36 which is provided with an opening for the passage of a rotary handle 37. This is rotatably attached to a shaft end of the output shaft 24 opposite the crank arm 25 and secured against removal by a collar 38. The rotary handle 37 is thus constantly in engagement with the reduction gear 23 and is rotated when the low-voltage circuit breaker 1 is switched on and off by means of the motor drive 10. The peripheral speed is relatively low because the output shaft 24 is the most strongly reduced shaft of the motor gear unit 21 and a turn angle of only about 180 ° is traveled to switch the low-voltage circuit breaker 1 on and off. Furthermore, a schematically indicated one-way clutch 29 is inserted between the motor shaft 28 indicated by dashed lines and the output shaft 24. This acts in such a way that the shaft is driven by the motor in only one direction of rotation and the motor shaft 28 is not taken along when the rotary handle 37 is actuated in the same sense. Freewheel or overrunning clutches of this type are generally known and therefore do not require any further explanation.

Die Gestaltung des Drehgriffes 37 ist der Fig. 2 zu entnehmen. Wie man erkennt, besitzt der Drehgriff bei etwa zylinderscheibenförmiger Grundform einen mittleren Steg 40, der symmetrisch zu einer ideellen Durchmesserlinie angeordnet ist. Zu beiden Seiten des Steges besitzt der Drehgriff 37 Griffflächen 41 und 42 sowie gegenläufige, durchgehende Schrägen 43 und 44. Der Durchmesser des Drehgriffes 37 und somit die Länge der Griffflächen und Schrägen ist etwa entsprechend den Längen des menschlichen Daumens und des Zeigefingers bei eingeknickter Stellung des Zeigefingers gewählt. Beim Aufliegen des Daumens auf der Schräge 43 und des abgeknickten Zeigefingers auf der Grifffläche 44 läßt sich in den Drehgriff 37 nur im Uhrzeigersinn ein Drehmoment einleiten. In der umgekehrten Drehrichtung bieten die Griffflächen 41 und 42 infolge ihrer abnehmenden Höhe keine ausreichende Angriffsmöglichkeit. Wird nun der Motorantrieb 10 überraschend in Betrieb gesetzt, wenn eine Bedienungsperson in der angegebenen Weise den Drehgriff betätigt, so werden die Finger von den Schrägen 43 und 44 ohne jede Verletzungsgefahr abgewiesen. Zur Sicherheit trägt dabei nicht nur der Umstand bei, daß der Drehgriff mit der am stärksten untersetzten Welle, nämlich der Abtriebswelle 24 des Untersetzungsgetriebes 23, verbunden ist und daher nur eine relativ geringe Umfangsgeschwindigkeit erreicht, sondern auch die Form des Drehgriffes. Bei niedriger Umfangsgeschwindigkeit des Drehgriffes kann es völlig ausreichend sein, wann der Drehgriff beiderseits des Steges 40 durchgehende Griffflächen aufweist, d. h. ohne Schrägen ausgeführt ist.The design of the rotary handle 37 can be seen in FIG. 2. As can be seen, the rotary handle has a central web 40 in the case of an approximately cylindrical disk-shaped form, which is arranged symmetrically to an ideal diameter line. On both sides of the web, the twist grip 37 has gripping surfaces 41 and 42 as well as opposing, continuous bevels 43 and 44. The diameter of the twist grip 37 and thus the length of the gripping surfaces and bevels is approximately corresponding to the lengths of the human thumb and index finger when the position is bent Index finger selected. When the thumb rests on the bevel 43 and the bent index finger on the grip surface 44, a torque can only be introduced clockwise into the rotary handle 37. In the opposite direction of rotation, the gripping surfaces 41 and 42 do not offer a sufficient possibility of attack due to their decreasing height. If the motor drive 10 is now surprisingly put into operation when an operator actuates the rotary handle in the manner indicated, the fingers are rejected by the bevels 43 and 44 without any risk of injury. For safety, not only the fact that the rotary handle is connected to the most strongly reduced shaft, namely the output shaft 24 of the reduction gear 23, and therefore only achieves a relatively low peripheral speed, also contributes to the safety, but also the shape of the rotary handle. With a low peripheral speed of the rotary handle, it can be entirely sufficient when the rotary handle has continuous gripping surfaces on both sides of the web 40, i. H. is executed without slopes.

Der Drehgriff ist nicht nur bei Motorantrieben entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, sondern auch für Kraftantriebe verwendbar, die mit Druckluft oder anderen Medien arbeiten.The twist grip can be used not only for motor drives according to the exemplary embodiment described, but also for power drives that work with compressed air or other media.

Claims

A power drive (10) for directly switching on and off a low-voltage protective switch (1), comprising a motor (22) and a transmission (23), the drive shaft (24) of which carries a crank arm (25) which acts on the protective switch (1) at approximately 180° rotation for each actuating operation, and an additional manually-operated member acting on the transmission, characterized in that the manually-operated member is a rotatable knob (37) which is rigidly coupled to the drive shaft (24) of the transmission (23); and that a freewheel clutch (29) is arranged between the drive shaft (24) and the remaining parts of the power drive (10).