EP0393557A2 - Spindle drive - Google Patents

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EP0393557A2 EP90107172A EP90107172A EP0393557A2 EP 0393557 A2 EP0393557 A2 EP 0393557A2 EP 90107172 A EP90107172 A EP 90107172A EP 90107172 A EP90107172 A EP 90107172A EP 0393557 A2 EP0393557 A2 EP 0393557A2
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    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut

Definitions

  • the invention relates to a drive for generating a rotary movement, with a drive spindle, the seated and longitudinally movable sliding nut engages with guide bolts in a sliding plate seated on the drive shaft.
  • Such a drive referred to as a spindle-rotating link unit, for actuating a high-voltage switching device is known from the publication A-ST 5064 D from 1981 by the Austrian Brown Boveri-Werke AG.
  • the guide housing receiving the drive spindle is constructed as a welded construction.
  • the spindle contains two spaced sliding nuts which, in the axial process, with their turned, mutually protruding, roll-reinforced driving pins who engage in the link plate and twist it.
  • This construction requires a high accuracy of fit of the parts engaged with each other; it is complex. For example, it is necessary to teach the two nuts how to precisely screw in the spacing, so they can only be used in sets.
  • the object of the invention is now to reduce the manufacturing effort of the spindle drive while ensuring a very safe functional sequence.
  • driver bolts are installed offset in the direction of the drive shaft. Such an offset is favorable, in which the longitudinal axes of the driving pins no longer intersect the drive spindle, and consequently continuous driving pins can be used in the slide.
  • the drive spindle 2 is arranged in the guide housing 1, for. B. an extruded profile made of aluminum. This is driven by a motor via a spur gear (not shown). On the drive spindle 2 is a slide nut 3; thus these parts are positively connected via the thread. If the drive spindle rotates, the sliding nut 3 moves along it. The latter takes along a slide 4 which can slide in the guide housing 1 and which for the purpose contains a pocket 4a in which the slide nut 3 can be inserted transversely to the direction of advance.
  • the sliding guide of the Carriage 4 is carried out by means of driver bolts 5, which pass through the carriage at a fixed distance from drive spindle 2 and engage in roll grooves (see rolling sleeves 7) on both sides in longitudinal grooves 6 of the guide housing.
  • the only slide nut 3 therefore only provides the propulsion; it can no longer jam.
  • the sliding guide is transferred to the slide.
  • FIG. 2 shows the middle position of the link plate 9, in which the driving bolts 5 are located outside the engagements 10.
  • the link plate 9 is designed so that almost no movement is transmitted to the drive shaft in an end position while the motor is still rotating. Furthermore the link plates 9 and thus the drive shaft are locked via stops 12. The kinetic energy of the parts still rotating after the engine is stopped, e.g. B. braked by disc spring assemblies arranged at the ends of the drive spindle (not visible).
  • two link plates are fixed on the drive shaft 3 in the exemplary embodiment for transmitting high torques; they are kept at a distance by a spacer bush 13 seated on the drive shaft.

Abstract

Es wird ein Spindelantrieb für einen Hochspannungstrennschalter dargestellt, bei dem durch eine Triebspindel (2) zwei Mitnehmerbolzen (5) bewegbar sind. Letzere greifen in Ausnehmungen (10) mindestens einer auf einer Antriebswelle (8) sitzenden Kulissenscheibe (9) sowie in sich gegenüberliegenden Längsnuten eines Führungsgehäuses ein. Vereinfachungen für die Paßgenauigkeiten der innereinander greifenden Teile sowie eine Reduzierung der verwendeten Elemente wird dadurch erreicht, daß die Mitnehmerbolzen (5) in einem Schlitten (4) festgesetzt sind, der von lediglich einer Gleitmutter (3) bewegbar ist.A spindle drive for a high-voltage disconnector is shown, in which two drive pins (5) can be moved by a drive spindle (2). The latter engage in recesses (10) of at least one guide plate (9) seated on a drive shaft (8) and in opposite longitudinal grooves of a guide housing. Simplifications for the accuracy of fit of the intermeshing parts and a reduction in the elements used is achieved in that the driver bolts (5) are fixed in a carriage (4) which can be moved by only one slide nut (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung, mit einer Triebspindel, deren aufsitzende und längsverfahrbare Gleitmutter mit Führungsbolzen in eine auf der Antriebswelle sitzende Kulissenscheibe ein­greift.The invention relates to a drive for generating a rotary movement, with a drive spindle, the seated and longitudinally movable sliding nut engages with guide bolts in a sliding plate seated on the drive shaft.

Ein solcher, als Spindel-Drehkulisseneinheit bezeichne­ter Antrieb zur Betätigung eines Hochspannungsschaltge­rätes geht aus der Druckschrift A-ST 5064 D von 1981 der Österreichischen Brown Boveri-Werke AG als bekannt her­vor.Such a drive, referred to as a spindle-rotating link unit, for actuating a high-voltage switching device is known from the publication A-ST 5064 D from 1981 by the Austrian Brown Boveri-Werke AG.

Dabei ist das die Triebspindel aufnehmende Führungsge­häuse als Schweißkonstruktion aufgebaut. Die Spindel enthält zwei voneinander beabstandete Gleitmuttern, die beim axialen Verfahren mit ihren angedrehten, beidseitig abstehenden, rollenbewehrten Mitnehmerbolzen nacheinan­ der in die Kulissenscheibe eingreifen und diese verdre­hen. Diese Konstruktion erfordert eine hohe Paßgenauig­keit der miteinander in Eingriff stehenden Teile; sie ist aufwendig. So ist es z.B. notwendig, den beiden Mut­tern eine präzise abstandsgenaue Gewindeeindrehung bei­zubringen, sie sind deshalb nur satzweise einsetzbar.The guide housing receiving the drive spindle is constructed as a welded construction. The spindle contains two spaced sliding nuts which, in the axial process, with their turned, mutually protruding, roll-reinforced driving pins who engage in the link plate and twist it. This construction requires a high accuracy of fit of the parts engaged with each other; it is complex. For example, it is necessary to teach the two nuts how to precisely screw in the spacing, so they can only be used in sets.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den Ferti­gungsaufwand des Spindelantriebes unter Gewährleistung eines sehr sicheren Funktionsablaufes zu verringern.The object of the invention is now to reduce the manufacturing effort of the spindle drive while ensuring a very safe functional sequence.

Dies gelingt durch die Verwendung einer einzigen Gleit­mutter, die mechanisch fest mit einem Schlitten gekop­pelt ist, der wiederum die geführten, beabstandeten Mit­nehmerbolzen trägt.This is achieved through the use of a single sliding nut, which is mechanically firmly coupled to a slide, which in turn carries the guided, spaced-apart driving bolts.

Nunmehr ist lediglich eine einzige, preisgünstige, han­delsübliche Mutter als Gleitmutter verwendbar, die nur für den Vortrieb zu sorgen hat. Die Mitnehmerbolzen sit­zen im festen Abstand am geführten Schlitten. Dadurch ergibt sich ein verbesserter Bewegungsablauf und ein Verklemmen der einzigen Gleitmutter ist nicht zu be­fürchten. Dazu trägt auch die Möglichkeit eines Spiel­ausgleiches zwischen geführtem Schlitten und Gleitmutter bei, wobei letztere vorteilhaft unabhängig vom Schlitten handhabbar und in diesem - mit gewissem Spiel - einsetz­bar sein kann.Now only a single, inexpensive, commercially available nut can be used as a sliding nut, which only has to take care of the propulsion. The driver bolts are seated at a fixed distance on the guided slide. This results in an improved movement sequence and there is no fear of jamming of the single sliding nut. The possibility of compensating for play between the guided slide and sliding nut also contributes to this, the latter advantageously being able to be handled independently of the slide and being able to be used therein with a certain amount of play.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Mit­nehmerbolzen weiter in Richtung auf die Antriebswelle hin versetzt eingebaut werden. Günstig ist ein derarti­ger Versatz, bei dem die Längsachsen der Mitnehmerbolzen die Triebspindel nicht mehr schneiden, und dadurch durchgehende Mitnehmerbolzen in dem Schlitten eingesetzt werden können.Another advantage results from the fact that the driver bolts are installed offset in the direction of the drive shaft. Such an offset is favorable, in which the longitudinal axes of the driving pins no longer intersect the drive spindle, and consequently continuous driving pins can be used in the slide.

Ein verringerter Herstellungsaufwand ergibt sich noch durch die Verwendung von Strangpreßprofilen, insbesonde­re für das Führungsgehäuse. Aber auch der Schlitten so­wie die Kulissenscheibe können vorteilhaft aus solchen Profilen gebildet sein.A reduced manufacturing effort results from the use of extruded profiles, especially for the guide housing. But also the slide and the link plate can advantageously be formed from such profiles.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die im Führungs­gehäuse angeordneten Längsnuten von Leichtbauprofilen (z. B. Blechprofilen) zu bilden. Diese Profile werden zweckmäßigerweise mechanisch, etwa durch Stehbolzen, an den Enden, bzw. auf der gesamten Länge, fixiert.Another possibility is to form the longitudinal grooves of lightweight profiles (e.g. sheet metal profiles) arranged in the guide housing. These profiles are expediently fixed mechanically, for example by means of studs, at the ends or over the entire length.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigen:

  • Figur 1 einen Querschnitt durch das Führungsgehäuse des Antriebes längs der Antriebswelle,
  • Figur 2 eine Seitenansicht ohne Führungsgehäuse.
Show it:
  • 1 shows a cross section through the guide housing of the drive along the drive shaft,
  • Figure 2 is a side view without a guide housing.

In dem Führungsgehäuse 1, z. B. einem Strangpreßprofil aus Aluminium, ist die Triebspindel 2 angeordnet. Diese wird von einem Motor über ein Stirnradgetriebe (nicht dargestellt) angetrieben. Auf der Triebspindel 2 sitzt eine Gleitmutter 3; somit stehen diese Teile über das Gewinde formschlüssig in Verbindung. Dreht sich die Triebspindel, so wandert die Gleitmutter 3 auf dieser entlang. Letztere nimmt einen im Führungsgehäuse 1 gleitbaren Schlitten 4 mit, welcher zu dem Zwecke eine Tasche 4a, in der die Gleitmutter 3 quer zur Vortriebs­richtung einsetzbar ist, enthält. Die Gleitführung des Schlittens 4 erfolgt mittels Mitnehmerbolzen 5, die den Schlitten in einem festen Abstand versetzt zur Trieb­spindel 2 durchsetzen und rollenbewehrt (siehe Rollhül­sen 7) beidseitig in Längsnuten 6 des Führungsgehäuses eingreifen. Die einzige Gleitmutter 3 besorgt somit aus­schließlich den Vortrieb; sie kann nicht mehr verklem­men. Die Gleitführung wird dem Schlitten übertragen.In the guide housing 1, for. B. an extruded profile made of aluminum, the drive spindle 2 is arranged. This is driven by a motor via a spur gear (not shown). On the drive spindle 2 is a slide nut 3; thus these parts are positively connected via the thread. If the drive spindle rotates, the sliding nut 3 moves along it. The latter takes along a slide 4 which can slide in the guide housing 1 and which for the purpose contains a pocket 4a in which the slide nut 3 can be inserted transversely to the direction of advance. The sliding guide of the Carriage 4 is carried out by means of driver bolts 5, which pass through the carriage at a fixed distance from drive spindle 2 and engage in roll grooves (see rolling sleeves 7) on both sides in longitudinal grooves 6 of the guide housing. The only slide nut 3 therefore only provides the propulsion; it can no longer jam. The sliding guide is transferred to the slide.

Auf der Antriebswelle 8 sitzen beidseitig des Schlit­tens 4 Kulissenscheiben 9 auf, welche auf einer Kreis­bahn angeordnete Eingriffe 10 für die Mitnehmerbolzen aufweisen. Das Abgleiten dieser Teile wird durch Rollen 11 verbessert, die auf die Mitnehmerbolzen 5 aufgesetzt sind.On the drive shaft 8 there are 4 sliding blocks 9 on both sides of the carriage, which have interventions 10 arranged on a circular path for the driving bolts. The sliding of these parts is improved by rollers 11 which are placed on the driving bolts 5.

Figur 2 zeigt die Mittelstellung der Kulissenscheibe 9, bei der die Mitnehmerbolzen 5 außerhalb der Eingriffe 10 sich befinden. Wird die Triebspindel 2 z. B. derart ge­dreht, daß die Gleitmutter 3 sowie der damit formschlüs­sig verbundene Schlitten 4 sich nach rechts bewegen, so werden die Mitnehmerbolzen 5 über ihre Rollen 11, die Kulissenscheibe 9 und damit die in ihr befestigte An­triebswelle 8 in Uhrzeigerrichtung verdrehen. Dabei ge­langt der linke Mitnehmerbolzen in den ihm zugehörenden Eingriff 10, wogegen sich der rechtsliegende Eingriff von seinem Mitnehmerbolzen entfernt. Der Bewegungsablauf kehrt sich bei entgegengesetzter Fahrrichtung der Gleit­mutter entsprechend um. Mit dem Antrieb ist z. B. ein Drehwinkel von 190° erreichbar.FIG. 2 shows the middle position of the link plate 9, in which the driving bolts 5 are located outside the engagements 10. If the drive spindle 2 z. B. rotated so that the slide nut 3 and the positively connected slide 4 move to the right, the driving bolts 5 via their rollers 11, the link plate 9 and thus the drive shaft 8 fastened in it rotate clockwise. The left driver pin thereby comes into the engagement 10 belonging to it, whereas the right-hand engagement moves away from its driver pin. The sequence of movements is reversed accordingly when the slide nut is traveling in the opposite direction. With the drive z. B. a rotation angle of 190 °.

Unmittelbar vor Erreichen einer jeweiligen Endstellung wird der Motor durch Endschalter abgesteuert. Die Kulis­senscheibe 9 ist so gestaltet, daß bei sich noch drehen­dem Motor in einer Endstellung nahezu keine Bewegung mehr auf die Antriebswelle übertragen wird. Im übrigen werden die Kulissenscheiben 9 und damit die Antriebswel­le über Anschläge 12 verriegelt. Die kinetische Energie der sich nach dem Stillsetzen des Motors noch drehenden Teile, wird z. B. durch an den Enden der Triebspindel angeordneten Tellerfederpaketen (nicht sichtbar) abge­bremst.Immediately before a respective end position is reached, the motor is shut off by limit switches. The link plate 9 is designed so that almost no movement is transmitted to the drive shaft in an end position while the motor is still rotating. Furthermore the link plates 9 and thus the drive shaft are locked via stops 12. The kinetic energy of the parts still rotating after the engine is stopped, e.g. B. braked by disc spring assemblies arranged at the ends of the drive spindle (not visible).

Wie in Figur 1 zu erkennen ist, sind im Ausführungsbei­spiel zur Übertragung großer Drehmomente zwei Kulissen­scheiben auf der Antriebswelle 3 festgesetzt; sie werden von einer auf der Antriebswelle sitzenden Distanzbuchse 13 auf Abstand gehalten.As can be seen in FIG. 1, two link plates are fixed on the drive shaft 3 in the exemplary embodiment for transmitting high torques; they are kept at a distance by a spacer bush 13 seated on the drive shaft.

Bei der Erfindung ist wesentlich, daß man nicht den Zwängen von zwei Gleitmuttern mit ihren angeformten Mit­nehmerzapfen unterlegen ist. Vielmehr ist es nunmehr möglich, unabhängig von der einzigen Gleitmutter die Mitnehmerbolzen in festem Abstand am Schlitten zu hal­tern. Dabei ist es für eine kompaktere Form der Kulis­senscheiben 9 günstig, wenn die Ebene der Achsmittel­punkte der Mitnehmerbolzen 5 zu der Mittelpunktsebene der Antriebswelle 8 hin versetzt wird. Dabei können die in vorteilhafter Weise einstückigen Bolzen an der Trieb­spindel 2 vorbeigeführt werden und mit ihren beiden End­stücken die Führungs- bzw. Bewegungsfunktion erfüllen.It is essential in the invention that one is not inferior to the constraints of two slide nuts with their molded driver pins. Rather, it is now possible to hold the driver bolts at a fixed distance on the slide, regardless of the single slide nut. It is favorable for a more compact shape of the link plates 9 if the plane of the axis center points of the driving pins 5 is displaced towards the center plane of the drive shaft 8. The advantageously one-piece bolts can be guided past the drive spindle 2 and fulfill the guiding or moving function with their two end pieces.

Claims (7)

1. Spindelantrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung, insbesondere Antrieb für einen Hochspannungstrennschal­ter, bei dem durch eine Triebspindel zwei Mitnehmerbol­zen bewegbar sind, die in Ausnehmungen mindestens einer auf einer Antriebswelle sitzenden Kulissenscheibe ein­greifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (5) in einem Schlitten (4) festgesetzt sind, der von le­diglich einer Gleitmutter (3) bewegbar ist.1.Spindle drive for generating a rotary movement, in particular drive for a high-voltage isolating switch, in which two drive pins can be moved by a drive spindle, which engage in recesses of at least one link plate seated on a drive shaft, characterized in that the drive pins (5) are in a carriage (4 ) are fixed, which can be moved by only one slide nut (3). 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängig von Schlitten (4) handhabbare Gleit­mutter (3) in eine Aussparung (4a) des Schlittens (4) - in Richtung quer zur Triebspindelachse - einsetzbar ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that the independently of slide (4) manageable sliding nut (3) in a recess (4a) of the carriage (4) - in the direction transverse to the drive spindle axis - can be used. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die in einem festen Abstand angeordneten und quer zur Triebspindel verlaufenden Mitnehmerbolzen (5) einstückig ausgebildet und an der Triebspindel (2) vorbeigeführt sind.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the arranged at a fixed distance and transverse to the drive spindle driving bolts (5) are integrally formed and are guided past the drive spindle (2). 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß für das Führungsgehäuse (1) ein Strangpreßprofil, vorzugsweise aus einer Aluminium­legierung verwandt ist.4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that an extruded profile, preferably made of an aluminum alloy, is used for the guide housing (1). 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) und/oder die Kulissenscheibe (9) aus einem Strangpreßprofil, vorzugs­weise aus einer Aluminumlegierung, gefertigt sind.5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carriage (4) and / or the link plate (9) are made of an extruded profile, preferably of an aluminum alloy. 6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) als Gesenk­schmiedeteil ausgeführt ist.6. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carriage (4) is designed as a drop forged part. 7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß die Laufflächen der im Füh­rungsgehäuse (1) befindlichen Längsnuten (6) von Leicht­bauprofilen gebildet sind, die an den Enden und/oder über ihre gesamte Länge mechanisch fixiert sind.7. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the running surfaces of the longitudinal grooves (6) located in the guide housing (1) are formed by lightweight profiles which are mechanically fixed at the ends and / or over their entire length.
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